IMIN 2 - Operaciones Unitarias Mineras

Introducción a la Minería. Módulo 2. 2013 Todos los derechos reservados – Solo para uso exclusivo en UNAB.

OPERACIONES UNITARIAS MINERAS.

PERFORACION Y TRONADURA

Perforación & Tronadura

Objetivos  Identificar los diferentes componentes de una Perforadora  Entender los diferentes tipos de perforadoras y aplicaciones  Interpretar una malla de perforación  Conocer diferentes consumibles de tronadura  Entender el proceso de tronadura

Metas  Conocer y reconocer diferentes tipos y estílos de perforadoras.  Entender lo que es una malla de perforación.  Ser capaz de interpretar un esquema de tronadura.  Identificar consumibles de tronadura.  Entender la importancia de buenas prácticas de tronadura.

Perforación & Tronadura - ¿PORQUÉ?  La perforación tiene por objetivo generar espacios en la roca para colocar el explosivo.  La tronadura produce al interior de la roca una onda de compresión la que al reflejarse en la “cara libre” se transforma en una onda de “tracción” provocando el quiebre de la roca.

Objetivo de la Perforación

 Fracturar el material.  Remover los detritus.  También se aprovecha la perforación para conocer mejor las leyes y la dureza de la roca.

Tipo de Perforaciones  Rotativa – Molienda.  Usada en materiales más suaves.  Percusión – Martillo.  Usada en materiales de mayor dureza.

Tipos de Perforadoras  Eléctricas, diesel o aire comprimido.

 De un sólo pase o Multipase.  Vertical o Angulo.

En ambas perforaciones: rotativa y percusión los medios de barrido comunes son:  Aire Comprimido.  Agua.  Barro - barro especial de perforación.

Componentes de una Perforadora       

Bits. Barras. Máquina, torre. Dispositivo para cambio de barras. Jacks para Nivelar. Compresor para aire. Estanque de agua.

Perforación de un solo pase - Ventajas Reduce tiempo de “reposo” de la maquina por el cambio de barra del equipo, utilización optima. Facilita la limpieza del pozo de tronadura. Permite un flujo de aire continuo a través de la broca en todo momento. Esto es importante en pozos mojados, elimina la posibilidad de extraer agua por sifón y los detritus de la perforación en el bits (broca).

Perforación de un sólo pase - Desventajas  Un mástil alto hace la perforadora inestable.  Por lo mismo se dificulta el transporte en distancias largas.  Normalmente para el transporte de distancias largas se hace necesario bajar la torre.  Un desplazamiento puede implicar ser remolcada por un bulldozer.  Se limita la altura de banco

Diseño de Tronadura  Consideraciones:  Dureza de la roca.  Geología.  Costos.  Presencia de agua.  Lastre o mineral.  Estructuras presentes.  Entorno, por proyecciones o generación de ruido.

Diseño de Tronadura

Esquema de Carga

Copyright of Dyno Nobel Asia Pacific Ltd

Patrones de Diseños

Esquema de Secuencia de Tronadura

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Esquema de Secuencia de Tronadura

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Tipos de Explosivos ANFO Mezcla de nitrato de amonio y petroleo. Fácil de almacenar y manipular. De menor costo. Se disuelve con agua. Se puede agregar energía adicional agregando aluminio en polvo. Se puede reducir su energía agregando material inerte.

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Tipos de Explosivos EMULSIONES Mezcla de nitrato de amonio, aceites y combustible. Resistente al agua. Comparativamente más energético que el Anfo.

Tipos de Explosivos

Tipos de Explosivos PRODUCTOS EMBOLSADOS. Puede hacer al Anfo resistente al agua. El agua entre la pared del pozo y la bolsa de explosivo se convierte en vapor al momento de dotonar, lo que se traduce en menor anergía. Normalmente usado en tronadura de Pre split. De manipulación más compleja, lenta.

Primado  Explosivo de alto poder ocupado para iniciar la columna de explosivo, que contiene un detonador.

Detonadores  Inicia o activa el primado, mediante una mecha minera, cordon detonante o tubo explosivo.  Usados para controlar la secuencia de salida de la tronadura.  Quimicos o eléctricos.

Cálculo del Factor de Carga  Cantidad de explosivo por unidad de volumen de roca in situ.  Se calcula multiplicando la densidad del explosivo por el burden, espaciamiento y largo del tiro.

Procedimientos de Tronadura  Personal involucrado requiere permisos especiales.  Áreas de tronadura son de acceso restringido.  Todo el personal en área mina tiene que ser informado de el programa de tronadura.  Una tronadura involucra un área de seguridad, la cual es cerrada y despejada al momento de detonar.  Durante el proceso de tronadura normalmente se mantiene silencio radial, y el momento de detonación se anuncia con sirena de advertencia.  El proceso termina con una inspección al área tronada, posibilidad de tiros quedados.

Si se siguen los procedimientos, no debería ser peligroso!!

Resultados de una Mala Tronadura         

Proyecciones de Roca, daño a personas o instalaciones. Tiros quedados. Fragmentación inconsistente. Fragmentación muy gruesa. Fragmentación muy fina. Sobre quiebre. Presencia de gases tóxicos. Vibración excesiva. Demasiado ruido.

Causas de una Mala Tronadura     

Taco insuficiente. Presencia de agua, desgradación del explosivo. Secuencia de salida incorrecta. No se consideran aspectos geológicos o estructurales. Mal calculo de factor de carga.

Foto 1. – Ud. podrá notar en la parte de abajo a la izquierda, la gran masa de mineros ilegales que estan siendo controlados por la Policia y Personal Encargado durante las operaciones de tronadura. Todos están dentro de los 500m regulatorios de la zona de estallido debido a que la policia es incapaz de retirar a esta gente a la distancia requerida. Ud, podrá ver la tronadura efectuandose en el fondo, y afortunadamente hay muy poca proyección de roca (flyrock).

Foto 2. – Esta foto fué tomada sólo momentos despues de la primera foto y Ud. podrá ver la gran catidad de personas que ya han alcanzado el fin de la rampa y hay algunos ya corriendo por el terreno. Esto demuestra que Dyno Dahana es incapaz de desarrollar un despeje de tronadura para determinar si ha habido algúna tronadura fallada antes que se de el “libre”

Foto 5. – Tomada 15 minutos después. La mayoría de los mineros ilegales han tomado sus posesiones y empiezan a establecer sus refugios etc. Hay aproximadamente 400 personas en esta foto.

CARGUÍO Y TRANSPORTE

Objetivos

 Conocer y entender proceso de carguío y transporte.  Conocer concepto productividad y ciclo de transporte.  Conocer costos del proceso.

Metas  Identificar distintas unidades de carguío y transporte.

 Identificar distintas métodos de carguío y transporte.  Entender concepto cálculo de flota.

Cuadro tipo de costo por ton

Carguío y Transporte  Uso Universal …... pero en minería representa un costo relevante que requiere dedicación.  Comprender el Sistema ….. diseño mina, productividad, el costo tiene que ser hecho para el sistema, no para intereses individuales.

Unidades de Carguío Tres Categorías de Carguío:  Pala de Cable.  Excavadores Hidraúlicos.  Cargadores Frontales.

Pala de Cable

Carguío por un solo lado 

 Truck to dump

Reverse into loading position Truck to load

 

Waiting position (empty truck) Loading position

Carguío por ambos lados 

 Truck to dump

Reverse into loading position Truck to load

 

Waiting position (empty truck) Loading position

Excavadores Hidráulicos

PC 8000 – Front Shovel Attachment

PC 8000 – Backhoe Attachment

5900

Bucket Capacity

42,0 cu.m

Wear Package

FS-WP-3

Density

1,8 t/cu.m

Crowd Force Break-out Force

(55 cu.yd)

Bucket Capacity

SAE:

38,0 cu.m

(50 cu.yd)

Wear Package

BH-WP-2

(3,050 lb/cu.yd)

Material Density

1,8 t/cu.m

(3,050 lb/cu.yd)

2320 kN

(521,000 lb)

Tear-out Force

1800 kN

(404,600 lb)

2320 kN

(521,000 lb)

Break-out Force

2000 kN

(449,500 lb)

Selectividad

Cargadores Frontales

Application Comparison Rope

Increased Application Flexibility

Independent boom/stick and bucket movements allow easy handling of boulders

Controlled smooth discharge of boulders without truck damage

Hydraulic

Hydraulic Mining Shovel vs. Rope Shovel Digging Envelope

As Example

Camiones Descarga Trasera Características de Diseño.  Tracción Trasera, 6 Ruedas.  2/3 peso bruto sobre eje de de tracción.  Cuerpo Tolva Simple - puede ser diseñada de forma robusta en minería de roca dura.  Tren de traccion (eléctrico o mecánico).

Camiones de Descarga Trasera Tamaño Variado de 50 a 350 toneladas. Komatsu 830 y 930 Cat 777, 793 y 797 Liebherr

Camión Descarga Trasera

Camiones Descarga de Fondo

Camiones descarga de Fondo Características de Diseño:

 Liviano.  Para materiales de fácil escurrimiento.  Puertas con abertura de fondo.  3 ejes tractor - trailer (10 ruedas) o 2 ejes unitised cargador (8 ruedas)  Tractor-trailers sólo 40% peso bruto sobre eje manejo, aún menos en rampas.

Camiones Descarga de Fondo Caracterítica de Diseño:  Manejo Mecánico.  En proporción menor potencia que un camión de descarga trasera.  Centro de gravedad más bajo que el camión de descarga trasera.

Camiones Descarga de Fondo Desventajas:

 Requiere rampas de menor pendiente.  Si bien presentan un buen radio de giro se dificulta mucho el retroceso.  No sirve para materiales de dificil escurrimiento.

Camión Descarga de Fondo

Estimación de Productividad Toneladas por unidad de tiempo

Estimación Rápida - Cargadores Productividad        

Capacidad del Balde Densidad del material & esponjamiento Factor de Llenado Número de Pases Tiempos de Ciclo Tiempos de Maniobra Maximizar la utilización del Tiempo Productividad es la razon tonelaje tiempo.

Estimación Rápida - Camiones Productividad

      

Capacidad de la tolva. Densidad del material & esponjamiento Factor de Llenado Número de Pases Tiempos de ciclo. Maximiza utilización del tiempo Productividad es la razon tonelaje tiempo.

Estimación Rápida - Camiones Tiempo de ciclo

 Se requiere dividir los tiempos de viaje del camión.  Se requiere asignar velocidades a cada tramo del viaje.  Una buena estimación de tiempo de ciclo es fundamental para determinar la cantidad de camiones a comprar.

Curva de desempeño subiendo

Curva de desempeño en frenado

Productividad - Flota Combinada Camión & Cargador Mediante Simulación de Monte Carlo se puede:  Optimizar tamaño cargador y camión.  Optimizar tamaño de tolva y balde.  Optimizar número de cargadores y camiones.

SERVICIOS & APOYO

Objetivos

 Entender las diferentes aplicaciones de equipos auxiliares en terreno  Entender los roles de los departamentos de servicio  Mostrar las áreas de manejo ambiental

Metas  Conciencia de la importancia e impacto de los servicios a las operaciones de mina en general,  Ilustrar que las actividades ambientales son una parte integral de la minería.

Servicios y Apoyo

Equipos de Servicio        

Camiones - Agua/Combustible/Reject Niveladoras Compactadoras Bombas Plantas Mobiles de Desague Sub-estaciones Eléctricas Cable Reelers Gruas / Cargadores Bajos /

Infraestructura de Servicio      

Talleres de Mantenimiento Bodega Laboratorios Areas de Lavado Diques / Tranques de Relaves Oficinas de Administración

Areas de Servicio Mantención de Camino y Construcción  Diseño de Ingeniería de Mina  Control Topográfico  Motoniveladora, Bulldozer, Compactadoras, Carros de Agua

Diseño de Camino

Areas de Servicio Preparación terreno y construcción

 Apoyo topográfico.  Bulldozer remueven material.  Moto niveladora empareja.  Camion Aljibe moja terreno.  Compactador termina.

Areas de Servicio      

Desague del Rajo. Diseño y Construcción de los Diques de Retención. Control de Calidad del Agua para liberación. Puntos de agua para recarga de camiones. Lavaderos para camiones. Otros

Areas de Servicio    

Camiones de Combustible para Equipos Mobiles. Cama baja (Lowboys) para movimiento de equipos. Gruas – mantención. Suministro eléctrico.  Manejadores de cable para equipo potenciado eléctricamente, y torres eléctricas.  Alumbrado Rajo y “Choqueras” (Crib Huts).

Roles de los Topógrafos  Control (Frentes, botaderos, stock, otros).  Esquema de Diseño (Caminos, rampas, otros)  Medición (Distancias)

Funciones        

Diseño mallas tronadura Monitoreo de Tronadura Control de Nivel Construcción Camino / Rampa Mapeo de Frentes Estabilidad de Taludes Esquema de Diseño Cierre mensual de movimientos

Funciones ( Continuación)  Volumétrica  Pilas de acopio  Tronadura  Reconciliación de Mineral  Planes  Rajo Actual  Reglamentario, legales  Rehabilitación

Equipos de Topografía  GPS.  Teodolitos / Niveles, Prismas, Trípodes, Pintura, Cintas, Estacas.  Equipo de Medición de Distancia Electrónica  Equipos de transporte, camionetas, motos.

DIRECTORIO

..y también, tener presente los que prestan apoyo directa e indirectamente en la gestión del negocio minero.

Ventas Marketing Finazas Legal

Planificación Mina Ingienieros Minería Geologos Científicos Ambientalistas Topógrafos Geotécnicosl Ingenieros Civiles

Departamento Producción Remoción Lastre, Productos, Rehab, Capataz, Operadores

Mantención Eléctrica Mecánica Ingenieros, Planificadores, Capataz, Comerciantes, Asistentes Comerciantes

Servicios Administración, Ocupacional H&S, Contabilidad, Industrial Relaciones, Payroll, Calidad Seguridad, Campamento Gerentes, Campamento Oficinas, Asuntos Públicos Información Tecnología

Procesamiento Químicos Laboratorio - Técnicos Lab, Planta Procesamiento - Metalurgistas - Capataz - Operadores Loadout -Operadores