Blind Hole Casi Listo

Universidad de Santiago de Chile, Departamento de Ingeniería en Minas.

Ejecución de chimeneas mediante el método de Blind Hole.

Integrantes: Pablo Heckersdorf Fabián Serrano Asignatura: Métodos de Explotación Profesor: Eduardo Contreras Moreno Fecha de entrega: 04/04/201

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Resumen ejecutivo Blind Hole es un método de ejecución de chimeneas mineras que tiene como objetivo principal perforar, con terminaciones prácticamente perfectas, de forma ascendente creando chimeneas con distintos fines y, además, otorgar al personal un alto nivel de seguridad gracias a la forma en la que se opera la maquinaria. Este método consta del uso de máquinas electrohidráulicas de alta presión y rotación sin necesidad del uso de explosivos. Esto hace que, a pesar de ser un método muy costoso, Blind Hole brinde a las empresas altos parámetros de rapidez y productividad. Aquí destaca Kala S.A., empresa chilena de origen sudafricano, que presta servicios en torno a este método. Empresas como la División de Codelco El Teniente, tienen vigente este método desde 1998 y han demostrado lo beneficioso que es operar con este tipo de perforación.

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Introducción En minería, una chimenea es una labor vertical entre dos galerías (excavación con poca inclinación) excavada en sentido ascendente. Sus funciones pueden ser varias, tales como: ventilación, transporte de material, acceso de servicios o evacuación de emergencia. La necesidad de ir incorporando técnicas de excavación de chimeneas mineras más seguras y de mayor productividad ha privilegiado, en los últimos años, en nuestro país, la utilización de las tecnologías Blind Hole en las diferentes compañías mineras del país. Entre los años 1997 y 1998, la empresa Kala S.A. del Grupo Master Drilling International (de Sudáfrica), trae a Chile tres equipos con tecnología Blind Hole para excavaciones, iniciando en mina El Teniente operaciones con altos niveles de seguridad en zonas donde el fenómeno de explosiones de roca, amenazaba frecuentemente con accidentes graves al personal que utilizaba los métodos manuales de excavación. Hoy en día este método está consolidado en nuestro país, reemplazando a otras tecnologías, principalmente por la seguridad y productividad en las operaciones.

Figura 1: Método Blind Hole.

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Descripción del Método Este método consiste en el uso de una máquina electrohidráulica para la excavación de chimeneas en forma ascendente sin tener la necesidad de contar con un nivel o galería superior. Esta modalidad permite el desarrollo de la galería superior en forma anticipada. En el proceso el equipo se instala en el nivel inferior y la operación consiste en perforar el tiro guía 60 centímetros adelantado al escariador, que va excavando a sección completa, posteriormente, en forma solidaria. Luego el material excavado cae por efecto de la gravedad al nivel de la máquina y es guiado por un colector para prevenir riesgos. El empuje se obtiene de los sistemas hidráulicos de bombas de alta presión y la rotación de un motor eléctrico de 250 HP, para el caso del equipo Robbins 52-R, que va con la transmisión inmediatamente bajo el escariador. En el caso del equipo Master Drilling RD-2000, se utilizan motores hidráulicos para el empuje y rotación. Para alcanzar la altura de excavación se adicionan en el cuerpo de la máquina, a nivel de piso barras especiales, estabilizadas, que permiten ir avanzando en altura con el desarrollo de la chimenea. La autonomía de este método es de hasta 100 metros de altura. Los equipos disponibles en Chile son para diámetros de 0,7 y 1,5 mts.

Figura 2: Robbins 53R erguida en un túnel de 3 metros

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Elementos de la máquina El equipo de la máquina contiene tres elementos fundamentales: Set de barras: Conformado por tubos de perforación y estabilizadores, ambos elaborados con acero fundido. Gracias a poseer centros huecos, las barras permiten que un fluido, generalmente agua, sea guiado desde la máquina a la broca piloto para remover la roca triturada durante la operación. El estabilizador tiene como función disminuir al mínimo la desviación del orificio piloto y así mantener el diámetro total del orificio piloto. Cortador de rocas: Compuesto por las unidades de brocas tricónicas, que cumplen la función de cortar la roca mediante compresión la cual es ejercida desde el set de barras. Tricono guía. Formado por un conjunto de tres brocas pequeñas unidas en una misma barra cuya función es realizar el orificio piloto de la perforación.

Figura 3: Componentes de la maquinaria

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Rendimiento y Control de Calidad. Este método es utilizado con éxito En la División El Teniente de Codelco lo que disminuyen significativamente los riesgos de excavación de chimeneas ascendentes debido a la caída y explosión de rocas. -

Los diámetros alcanzados para la chimenea van desde los 0.6 a 1.5 metros. Empuje escariado de 1285 kN. El rendimiento neto del equipo Robbins 52-R es de 6,0 metros por día El rendimiento neto del equipo Master Drilling RD-2000 es de 7,3 metros por día

En ambos equipos se considera una operación de 16 horas por día. Para que el proceso se lleve a cabo sin problemas es necesario realizar un control de calidad adecuado en donde destacan las siguientes acciones: -

Detección de fisuras en componentes y material de perforación empleando técnicas de ultrasonido, líquidos penetrantes y partículas magnéticas. Diseño de sistemas de colección de la roca excavada y verificación de su correcto funcionamiento. Instrucción y capacitación constante al personal encargado del manejo de la maquinaria. Operaciones según estándares y procedimientos preestablecidos. Buen manejo de la maquinaria.

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Costos Los costos de este tipo de equipos son bastante elevados, superan el millón de dólares cada uno, y en caso de falla cada una de sus piezas tiene un gran costo; además los precios son variables, dependen de diferentes factores, tales como el tipo de roca que se quiere perforar, el largo de la chimenea, el diámetro de la chimenea que se va a hacer, entre otros. Los siguientes valores son del año 2005 asociados a dos tipos de perforadoras que se encontraban operando para Codelco Chile en la división el teniente. Blind Hole 34 -Rh

Blind Hole 53-Rh

Producción programada

865 mts.

526 mts.

Producción Real

895 mts.

371 mts.

Presupuesto US$ (G)

911.000

1.631.000

Total Gastado US$ (T)

759.000

3.545.270

Diferencia US$ (G-T)

+ 152.000

- 1.914.270

(Con respecto al equipo modelo 53-Rh la diferencia negativa se debió al alto costo de los repuestos que se adquirieron en el año 2005; además se debe agregar el costo asociado a la “no perforación” por turno que es aproximadamente 4.500 US$.)

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Aplicaciones del método En nuestro país destacan las siguientes aplicaciones del método Blind Hole: 

Chimeneas Pilotos Zanjas: Excavadas en los diferentes proyectos en Mina El Teniente en 0,7 mts. diámetro.



Pilotos de Drenaje o Servicios: Excavados en 0,7 mts de diámetro, en forma ascendente, y con la finalidad de traspasar servicios como aire o cables de energía eléctrica.



Chimeneas de Traspaso Intermedio: Excavadas en 1,5 mt. de diámetro y que permiten el traspaso de mineral de un nivel a otro en distancias cortas.



Chimeneas para Cara Libre o Slot: Excavadas en 1,5 mt. de diámetro y que actúan como cara libre para la excavación del nivel de hundimiento.



Construcción de Sistemas de Buzones: Construidos en Mina El Teniente y que consisten en dos chimeneas en Y, desarrolladas desde la base, que se utilizan como sistemas de traspaso y carga de material. Corresponden a los llamados Play-Feeder.

Este método ha sido aplicado con mucho éxito en los diferentes proyectos en la Mina El Teniente, por su alta productividad y seguridad en las operaciones. Kala S.A. empresa chilena de origen sudafricano, perteneciente al Grupo Master Drilling International, utiliza este método para la excavación de chimeneas y piques mineros y civiles.

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Ventajas y limitaciones del método Ventajas 

Altamente seguro para el personal de operaciones, esto se debe a que todo el manejo de la excavación se realiza desde un panel de control fuera de la línea de caída de la roca.

 

No hay riesgos por uso de explosivos.

 

Método no contaminante por gases de explosivos.

Rapidez y productividad. Los rendimientos que se alcanzan no son comparables con otros métodos tradicionales de construcción de chimeneas. Excelente calidad de terminación de las chimeneas esto debido a que se obtienen paredes lisas.

Limitaciones    

Para poder realizar cualquier perforación con este equipo necesariamente se debe construir por lo menos una galería inferior. Los equipos disponibles en Chile son para diámetros de entre 0,7 y 1,5 mts. La máxima autonomía del método está entre los 80 y los 100 mts. de altura. Alto costo de los repuestos, en caso de alguna falla de la maquina.

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Conclusiones La incorporación del método Blind Hole para la excavación de chimeneas, ha contribuido a un nuevo sistema de trabajo mucho más seguro para el personal, especialmente en aquellas zonas donde el macizo rocoso es de mala calidad geomecánica. Este método ha logrado alcanzar altos niveles de productividad, además de chimeneas de gran calidad con terminaciones perfectas, lo que hace que sea un método muy atractivo para los sistemas de ventilación (por la reducción de pérdida de carga y disminución de la potencia empleada). Blind Hole pertenece al grupo de tecnologías limpias, por lo que no contamina debido a que su operación está basada en técnicas de corte y cizalle que dejan fuera la utilización de explosivos y por consiguiente la producción de gases de tronadura. Son estos los motivos que convencen a las grandes y medianas empresas a utilizar este tipo de método para la elaboración de chimeneas, donde a pesar del gran costo que implica la utilización del método es mayor el beneficio que se obtiene. Hoy en día las empresas han incorporado la implementación de centros de entrenamiento y capacitación del personal, ya que este método ha pasado a ser una parte fundamental para el éxito de las operaciones.

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Bibliografía http://www.saimm.co.za/Journal/v085n11p403.pdf http://acaro-empresa.blogspot.com/p/tecnologia-con-equipos-blind-hole.html http://www.slideshare.net/edurojas10/pptperfo-y-voladura http://www.editec.cl/mchilena/oct2003/Articulo/tecnologias.htm

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