Informe Proyecto 3 -Final

INSTITUTO PROFESIONAL INACAP INGENIERÍA EN MINAS

PROYECTO CIELO ABIERTO CASO 3

DIEGO MEDINA CAMILO TAMALLO JUAN CHAVEZ

Profesor Guía: Sr. Andrés López Asignatura: Taller Minero I

Santiago 2016

1

Resumen

Chile es el principal productor de cobre del mundo y en su territorio se encuentra la mayor cantidad de reservas conocidas de este metal, que representan el 25 % del total mundial. El presente estudio desarrollado tiene por objetivo dar al usuario una visión lo más completa posible de la particularidad y parámetros que cumple nuestra faena minera iniciada recientemente, en especial en lo relativo a las características y evolución de su producción. Las operaciones que se realizan en minería son muy diversas y nuestro estudio se centra más en la parte productiva y las condiciones de la mina a largo plazo, cuanto tiempo nos va a ser rentable explotar la mina, diseño de esta misma, la maquinaria y accesorios a utilizar, por último y no menos importante aborda la prevención y detección de los riesgos laborales existentes en minería.

Contenido Introducción ........................................................................................................................................ 7 Objetivo general .................................................................................................................................. 8 Características de nuestra faena minera a explotar ........................................................................... 9 Equipos de perforación ..................................................................................................................... 10 Equipos usados para precorte ........................................................................................................... 10 Características y ventajas .................................................................................................................. 10 Datos técnicos ............................................................................................................................... 11 Equipos para Producción:.................................................................................................................. 11 Características y ventajas .................................................................................................................. 11 Datos técnicos ............................................................................................................................... 12 Cálculos realizados de acuerdo al rendimiento de nuestros equipos de perforación: .................. ..................... ... 12 Cálculos del caudal de aire necesario para el barrido de detritus ........... .................... .................. ................... ................... ............. .... 14 Velocidad de Barrido y caudal ........................................................................................................... 15 Selección de componentes de nuestros equipos de perforación ..................................................... 16 Tricono de Rodamientos Sellados Avenger ................................................................................... 16

perforación y prolonga la vida útil.   .............................................................................................. 16 Amortiguadores ............................................................................................................................ 16 Barras ............................................................................................................................................ 17 Martillo DTH .................................................................................................................................. 17 Insertos .......................................................................................................................................... 18 Selección de los explosivos a usar en nuestra faena minera ............................................................ 19 Elección del explosivo de tronadura para precorte .................... ............................. .................. ................... ................... .................. ............. .... 19 ¿Por qué elegimos este explosivo? ................................................................................................... 20 Elección del explosivo de tronadura de producción ......................................................................... 21 Elección del sistema de iniciación ..................................................................................................... 22 ¿Por qué lo elegimos? ................................................................................................................... 22 Accesorios iniciador electrónico ....................................................................................................... 22 Elección de equipo para el proceso de carguío y manipulación de explosivos ......................... ................................ ....... 23

Características  ........................................................................................................................ 23

Características Técnicas:  ........................................................................................................... 24 Malla de perforación ......................................................................................................................... 25 Malla de perforación en AutoCAD .................................................................................................... 28 Malla para precorte ........................................................................................................................... 29 Secuencia de salida de los pozos ....................................................................................................... 29 Cálculos relacionados a la producción de los equipos: ..................................................................... 29 Protocolo de seguridad para operación de equipos de perforación ................................................ 32 Medidas de seguridad previas al arranque de la máquina ............................................................... 32 Medidas de seguridad en el arranque .............................................................................................. 33 Medidas de seguridad en los desplazamientos a cielo abierto ........................................................ 33 Medidas de seguridad al finalizar la perforación .............................................................................. 34 Abastecimiento de Agua, Petróleo, y Lubricantes ........................................................................ 34 Protocolo de seguridad para la manipulación de explosivos ............................................................ 35 Medidas Básicas de Seguridad ..................................................................................................... 35 Almacenamiento de Explosivos:................................................................................................... 35 Los polvorines................................................................................................................................ 35 Mantenimiento de los polvorines ................................................................................................. 35 Acceso al polvorín ......................................................................................................................... 36 Recepción ...................................................................................................................................... 36 Almacenamiento ........................................................................................................................... 36 Despacho ....................................................................................................................................... 37 Control ........................................................................................................................................... 37 Transporte en Vehículo de Explosivos en la Faena Minera: ............................................................ 37 Respecto del vehículo ................................................................................................................... 37 Respecto del transporte ................................................................................................................ 38 PRIMADO, CARGUIO Y TAPADO DE POZOS ................................................................................... 38 Costos relacionados a los procesos de perforación ........................................................................ 39 Mano de obra ................................................................................................................................ 39 PLAN DE ADQUISICIONES DE EQUIPOS DE PERFORACIÓN ............................................................... 40 Pauta de mantención asociado a los equipos de perforación .......................................................... 40 1.- Preparar mantenimiento del equipo ....................................................................................... 40 2.- Realizar mantención del equipo .............................................................................................. 41

3.- Terminar mantenimiento del equipo ....................................................................................... 41 Carta gant ........................................................................................................................................... 0 Conclusiones ....................................................................................................................................... 0 Bibliografía .......................................................................................................................................... 1

Tabla de ilustraciones

Ilustración 1 tabla propiedades diferentes rocas ................................................................................ 9 Ilustración 2 relacion tipo de roca y sc .............................................................................................. 10 Ilustración 3 caracteristicas y ventajas .............................................................................................. 11 Ilustración 4 datos tecnicos ............................................................................................................... 11 Ilustración 5 tabla carateristicas ....................................................................................................... 12 Ilustración 6 datos tecnicos ............................................................................................................... 12 Ilustración 7 tabla relacion tipo de roca velocidad de rotacion ........................................................ 13 Ilustración 8 tricono de rodamiento sellado ..................................................................................... 16 Ilustración 9 amortiguadores ............................................................................................................ 17 Ilustración 10 barras .......................................................................................................................... 17 Ilustración 11 martillo dth ................................................................................................................. 18 Ilustración 12 insertos ....................................................................................................................... 18 Ilustración 13 caracteristicas tecnicas ............................................................................................... 20 Ilustración 14 anfo aluminizado ........................................................................................................ 21 Ilustración 15 ..................................................................................................................................... 21 Ilustración 16 tabla caracteristicas explosivo.................................................................................... 22 Ilustración 17 milodon ...................................................................................................................... 24 Ilustración 18 caracteristicas tecnicas ............................................................................................... 24 Ilustración 19 esquema de un banco de tronadura rajo abierto ...................................................... 25 Ilustración 20 malla perforacion autocad ......................................................................................... 28 Ilustración 21 mapa faena minera maria elena ................................................................................ 31 Ilustración 22 tabla minera maria elena ........................................................................................... 31 Ilustración 23 carta gant...................................................................................................................... 0

Introducción En el presente informe se darán a conocer ciertos parámetros que nos permitirán identificar las herramientas a usar para poder explotar nuestra faena minera llamada “María Elena” usando el método de explotación a rajo abierto. Bajo los parámetros siguientesse ha desarrollado este informedonde adquiere singular importancia las características de nuestra roca, para así determinar los equipos para perforación y los explosivos adecuados, con lo cual se podrá extraer el mineral de una forma segura y correcta. En función a ello se elaborara una carta Gantt, especificando la administración de los recursos en general. En la operación de una mina, intervienen varios equipos de trabajo, cuyas acciones deben ser coordinadas para lograr una alta eficiencia y seguridad en la faena, elaborando un plan minero que considerara todas las variables como lo es geología, operación, mantención, costos, plazos, etc. Que intervendrán el.

Objetivo general Dar a conocer el plan minero a seguir para poder extraer nuestro mineral usando el método de explotación a rajo abierto.

Objetivos específicos Conocer: -

Características de nuestra faena minera a explotar

-

Presentar carta Gantt con las actividades principales

-

Seleccionar y dimensionar equipos de perforación

-

Calcular velocidad de penetración y velocidad media de perforación.

-

Calcular el caudal de aire necesario para el barrido de detritus

-

Explicar selección de brocas , insertos, varillaje y accesorios de perforación

-

Seleccionar proveedores y tipos de explosivos

-

Determinación de equipos y recursos asociados al proceso de carguío y manipulación de explosivos

-

Seleccionar de malla de perforación

-

Presentar malla de perforación o diagrama de disparo con herramienta Autocad.

-

Generar protocolo de seguridad para operación de equipos de perforación

-

Generar protocolo de seguridad para la manipulación de explosivos

-

Definir costos relacionados a los procesos de perforación

-

Describir pauta de mantención asociado a los equipos de perforación

-

Describir plan de adquisiciones de equipos de perforación

Características de nuestra faena minera a explotar La faena minera María Elena ha contratado sus servicios de consultoría y asesoría para la Ingeniería de detalle del proyecto expansión Sur-Sur cuyos objetivos son definir y establecer los equipos de perforación y explosivos que permita su ejecución por parte de un tercero. La mina de cobre necesita remover un tonelaje de material (mineral y estéril) de 180000 tpd de la expansión para una roca de origen ígnea extrusiva, cuya densidad es de 2.7 t/m3 y textura granular muy fina. Además, el macizo rocoso se caracteriza por tener bastantes fracturas. La faena trabaja 12 hr/turno, 2 turnos día y 360 días al año. La explotación se efectúa a cielo abierto con bancos de 18 m de altura con una pendiente favorable para la estabilidad del talud y sin presencia de agua. Según las características de nuestro yacimiento nuestro tipo de roca es la siguiente:

Ilustración 1 tabla propiedades diferentes rocas

No existe una clasificación universalmente aceptada de las rocas en función de su resistencia a compresión (Sc). En la literatura técnica sobre el tema se encuentran

diversas proposiciones. Algunas muy simples, que sólo diferencian entre rocas blandas, medianas y duras. Otras más sofisticadas, incluyen hasta seis o siete categorías. Haciendo una síntesis, para los efectos del análisis que sigue, se adoptará la clasificación que se enuncia en la tabla:

Ilustración 2 relacion tipo de roca y sc

Tabla de Resistencia a compresión según el tipo de roca En conclusión según las características de nuestro yacimiento y los parámetros revisados nuestro tipo de roca será dura y de nombre “andesita ”

Equipos de perforación Como nuestro yacimiento será a rajo abierto necesitaremos tanto equipos para realizar la perforación en producción y precorte, donde a continuación describiremos cada uno con sus respectivas características:

Equipos usados para precorte Equipo de pre corte: El equipo que utilizaremos será “Smart Roc D65” ya que tiene un mayor rendimiento con roca dura, y como nuestro yacimiento consta de una roca dura este equipo tendrá un rendimiento apropiado gracias a sus características. “Smart Roc D65” El SmartROC D65 es un carro para martillo en fondo que convierte en realidad su visión de la minería. Es ideal tanto para minería como para grandes canteras. Gracias a su avanza automatización, mejora la productividad del operador y su empresa se beneficiará de la inteligencia de la máquina. Con el Hole Navigation System (sistema de navegación entre barrenos) de Atlas Copco, mejora notablemente tanto la planificación como el control. Dado que el ciclo de perforación completo está automatizado, se maximizan los tiempos de perforación y se prolonga la vida útil de los fungibles.

Características y ventajas   

 Apoya sus ambiciones en todo el proceso de minería Minimiza el tiempo de no perforación  Aumenta la productividad del operario

Características DTH  Automatizada Diámetro: 4,33” – 8”

Rendimiento Roca blanda: 43 (m/h) Roca dura: 34 (m/h)

datos Pm: 200 bar Diámetro piston: 10 cm Carrera: 6 cm Posee 80 golpes/segundo

Ilustración 3 caracteristicas y ventajas

Datos técnicos

Ilustración 4 datos tecnicos

Equipos para Producción: Equipo de producción: El equipo que utilizaremos en producción es el “Pit Viper311” ya que el diámetro de nuestro banco perforado será de 12 ¼” y este equipo perfora a un diámetro de 12 ¼”, “Pit Viper 311” La perforadora de barrenos para voladura Pit Viper 311 proporciona una productividad insuperable a sus operaciones de minería. La Pit Viper 311, duradera y ergonómica, se ha diseñado para aplicaciones industriales y puede perforar barrenos limpios de 19,8 m (65 pies) en una sola pasada. Esto supone un rendimiento de perforación mayor (hasta un 25% cuando se perfora en materiales blandos) ya que se elimina el tiempo empleado para cambiar la barra, que puede aprovecharse para perforar.

Características y ventajas 



Flota normalizada: abarca múltiples rangos de barreno para la perforación de minerales y superficies estériles Gastos de combustible reducidos gracias a la opción de embrague con compresor de aire y potencia según demanda









Facilidad de servicio mejorada, con una cubierta y acceso a los componentes a ras del suelo, mayor vida útil de los cables y la polea Mayor productividad: perforación optimizada con velocidades de alimentación/repliegue más rápidas, depósitos de combustible y agua más grandes para reducir los tiempos de repostaje, y una cabina de diseño ergonómico Mayor eficiencia, como el ahorro de combustible y mayores intervalos de mantenimiento del compresor/motor Seguridad: reducción del nivel de ruido y la entrada de polvo en la cabina, interbloqueo de seguridad y acceso para mantenimiento estándar Características Perforadora single pass Perforación DTH Diámetro: 9” – 12¼”

Rendimiento Roca blanda: 54 (m/h) Roca dura: 21 (m/h)

datos Pm: 300 bar Diámetro piston: 25 cm Carrera: 50 cm Posee 80 golpes/segundo

Ilustración 5 tabla carateristicas

Datos técnicos

Ilustración 6 datos tecnicos

Cálculos realizados de acuerdo al rendimiento de nuestros equipos de perforación:

Ilustración 7 tabla relacion tipo de roca velocidad de rotacion

Para el cálculo de rendimiento de perforación y velocidad media, se deben emplear los datos entregados por el macizo rocoso a perforar, ya sean su dureza y condiciones.

Para el caso de la velocidad de perforación emplearemos la siguiente fórmula:

1. Em = 28,5 x Rc x D Donde: Em = empuje mínimo (lb) Rc = Resistencia compresión Rx (Mpa) D = Diámetro perforación

2. Vp = (61 –  28logSc)x(W/D)x(RPM/300) Donde: Vp = Velocidad Penetración Sc = Resistencia a la compresión (Mpa) W = Pull down (libras) D = Diámetro perforación RPM = velocidad de rotación RPM



Pull down:

Em=28,5*Rc*D Em= 28, 5*400*12,25

Em= 140 Lb



Velocidad de penetración o perforación:

Vp = (61 –  28logSc)x(W/D)x(RPM/300) Vp= (61-28log58)*(140/12,25)*(40/300) Vp= 17,71 m/h Nota: el Sc se saco hacienda la conversión de 400 Mpa a Psi por lo que nos da 58 Sc. 

velocidad media: Vm = 2 x VP^0, 65 Vm = 2 x 17, 71^0, 65 Vm= 12, 95 m/h

Cálculos del caudal de aire necesario para el barrido de detritus

Equipo de producción “Pit Viper311” Datos: Pm:300 bar=3.059.148kg ×f/m Ø:25cm=0,5m Lp:50cm=0,5m Mg:80hz %p=35% Solución:  AØ= π×r ²/2=0,049m² EC= (3.059.148kg×f/m²×0,35) ×0,049m ²×0,25m EC= 13.116,097kg ×f/m EP= 13.116,097×80=

.9.87,76×=10.289,999kw ,976×

Equipo de pre corte “SmartRoc D65” Datos:

PM:200bar=2.039.432kg ×f/m² Ø:10cm=0,1m LP=6cm=0,06m

  Mg=80hz %p=35% Solución:  AØ=π×r²/2=0,0078 EC= (2.039.432kg×f/m²×0,35) × 0,078m²×0,06m=3.340,589kg×f/m EP=3.340,589×80=

67.7,69kg×f  =2.620,799kw ,976×s

Velocidad de Barrido y caudal

Datos: ØP=4,5” =114,3mm Dr= 2,6 Solución:

,6 114,4mm,6= 123,466m/s 3,6

Va=9,95× ×

Datos: D=6” =0,152m d=4” =0,101m Solución=Qa=

3,66/s× , − , x 60s/min=74,979m³/min ,7 ²

²

Selección de componentes de nuestros equipos de perforación Tricono de Rodamientos Sellados Avenger El tricono de rodamientos sellados Avenger es la culminación del estudio cuidadoso del rendimiento de un tricono sumado al ingenio, innovación y desarrollo tecnológico. El resultado: Una herramienta de alto rendimiento con rodamientos y sellos de última generación y estructuras de corte agresivas que son la característica de los triconos Varel. Esta sinergia de tecnologías mejora la tasa de penetración, disminuye el costo total de perforación y prolonga la vida útil .

Ilustración 8 tricono de rodamiento sellado

Amortiguadores Los amortiguadores de impactos y vibraciones de Foremost se utilizan en perforadoras de diversos modelos y tamaños, para aplicaciones de minería de producción rotatoria o DTH. El amortiguador Foremost protege el cabezal rotatorio, el mástil y los elementos de la columna, de las cargas torsionales y axiales debido a vibraciones e impactos producidos en las diferentes condiciones de perforación. Los modelos suministrados tienen capacidad desde 8.000 a 120.000 libras de pulldown.

Ilustración 9 amortiguadores

Barras Fabricadas con tubos de acero de alta calidad y utilizando una alta tecnología de fabricación: terminales soldados mediante arco sumergido, controles de alineación, concentricidad y ultrasonido, con aplicaciones de recubrimiento duro para asegurar un producto de alto rendimiento. Proveemos barras para perforación rotatoria y DTH, en un rango de diámetros desde 3″ hasta 10 3/4″, con largos que varían entre 5 y 45 pies. En nuestro caso Las barras para perforación con tricono será de 11” y la barra para el DTH 4” aprox.

Ilustración 10 barras

Martillo DTH La Tecnología SonicFlow de los martillos DTH mejora de manera considerable las características del flujo de aire comprimido, asegurando la transmisión máxima de energía al pistón. Esta tecnología produce una mayor energía de impacto, que una vez transmitida a la broca por el pistón, se traduce en una mayor velocidad de penetración y un mejor desempeño y rendimiento del martillo de fondo. En nuestro caso trabajaremos con un martillo de diámetro de 5”.

Ilustración 11 martillo dth

Insertos Los insertos serán de botón semi-esférico de 0.5 de diámetro que es especialmente para roca dura con resistencia a la compresión de 170 a 300 Mpa y es muy abrasivo.

Ilustración 12 insertos

Selección de los explosivos a usar en nuestra faena minera Elección del explosivo de tronadura para precorte Entre el catalogo que teníamos de explosivo a ocupar en nuestra malla de perforación elegimos el “EmultexPDBG” el cual se caracteriza por ser una emulsión, que se vende por la empresa “Enaex” y cuyos par ámetros técnicos principales son los siguientes:

Ilustración 13 caracteristicas tecnicas

¿Por qué elegimos este explosivo? Elegimos el “EmultexPDBG” por los siguientes ámbitosgenerales: 1) Como grupo nos enfocamos en el “Poder de Detonación” del explosivo ya que es bajo, por lo tanto, es perfecto para “precorte”ya que así se asegura la estabilidad del cerro, evitando la transmisión de vibraciones a este y además mediante esta labor se logra un talud con condiciones más estable. Además, nos percatamos de que genera una gran cantidad de gas por lo que nos ayuda a tener una mejor fragmenta de nuestra roca dura, Por lo tanto, necesitamos una gran cantidad de volumen de gas, ya que La energía de gas liberada en el proceso de detonación es la causa de la mayor parte de la fragmentación de la roca durante una tronadura. Todo esto en relación a otros explosivos en el catálogo el “EmultexPDBG” gana, fijándonos además en las densidades ya que no necesitaremos gastar de más en explosivos con densidades elevadas y una misma producción de “PD” o superior, ya que en nuestros pozos no h ay indicios de

agua o humedad y es tronadura de “precorte” por lo que no se necesita tanta potencia. 2) El diseño de planificación para este parámetro que ocuparemos será en roca dura, es por esto dicha elección de nuestro explosivo, las características de este nos permitiría conseguir un buen resultado en nuestro pre corte. 3) Este explosivo es una emulsión Compuestos básicamente por nitrato de amonio o nitrato de sodio con un contenido en agua entre 14 y 20%. Cerca de 4% de combustible y entre 12% de otros productos como por ejemplo agentes emulsificantes y ceras para aumentar consistencia y tiempo de almacenamiento. Por todo lo anterior se tiene un Mínimo riesgo en su fabricación y manipulación, ya que ninguno de sus ingredientes es un explosivo en sí. Además, consta de una elevada potencia, y es un explosivo mucho más económico ya que sus materias primas hacen que tenga un menor costo. 4)  Además, Con este pre corte pretendemos reducir el nivel de fracturación en el macizo rocoso como también aumentar la estabilidad mecánica del mismo, es decir, mientras más estables queden las frentes de nuestro pre corte nos permitirá contar con mayores ángulos de talud y por lo tanto tendremos un menor volumen de excavación.

Elección del explosivo de tronadura de producción Entre los explosivos de producción en el catálogo, elegimos el “AL -6” el cual es un anfo aluminizado que se caracteriza por ser un tipo de ANFO mezclado con pequeños porcentajes de aluminio (en este caso 6%) en polvo para dar al explosivo una mayor potencia. Las especificaciones principales del ANFO al-6 son las siguientes:

Densidad mínima:

0,8 m/s

Densidad máxima:

0,8 m/s

Volumen de gas:

976 l/kg

VOD mínimo:

4484

Ilustración 15 14 anfo aluminizado

VOD máximo:

4956

PD:

45kbar

Ilustración 16 tabla caracteristicas explosivo

Elegimos el ANFO AL-6 para tronadura de producción por dos razones: 1) Según los estudios geo mecánicos del yacimiento de nuestro caso indican que hay frecuencia de fallas o fracturas geológicas, por lo tanto, necesitamos de un explosivo moderadamente poderoso y el ANFO AL-6 cumple con nuestro mandato, por lo tanto, el uso de este explosivo nos dará como recompensa una tronadura más limpia y satisfactoria. En cuanto a sus bajas densidades, no nos preocupamos ya que como se mencionó anteriormente en los pozos no hay presencia de agua o humedad. 2) También este tipo de anfo tiene una mayor ventaja en su seguridad y en el manejo por su fabricación con nitrato de Amonio, combustible y aluminio granulado.

Elección del sistema de iniciación Entre todos los sistemas de iniciación existentes en el mercado, como grupo elegimos el sistema de iniciación electrónico, si bien tiene un elevado costo, trae consigo lo último en tecnología con relación a la tronadura. Las empresas que distribuye este producto en Chile son “Orica” y “Enaex”, por lo tanto, nosotros planeamos comprar el sistema a “Enaex”.

¿Por qué lo elegimos? Primero que todo su forma con la que se puede iniciar una tronadura, enviando una señal electrónica para iniciar un tren de retardo lo hace un iniciador mucho más eficiente y seguro. Además, Llega a solucionar el problema de dispersión (error) que presentan los detonadores no eléctricos (o pirotécnicos), la cual es cercana al 5%.  A todo lo anterior se le agrega algunas ventajas del detonador electrónico que lo hacen más eficiente o mejor que el resto de los detonadores. Las ventajas son las siguientes: 1) 2) 3) 4)

Completamente testeable Sistema de prueba automatizado Funcionamiento autónomo Requiere de equipos específicos de voladura para el disparo

Accesorios iniciador electrónico

Software de iniciación: la función de este se basa en una simulación de una o varias voladuras para un sector determinado de la mina y se define la mejor secuencia de retardo para esa voladura en particular Logger : una vez que se aprueba y se define la voladura a realizar se traspasa la información a un dispositivo llamado logger que en definitiva capta toda la información del computador a este medio que se utilizara para llevar la información a terreno , el logger le entrega el tiempo de retardo , cada uno de los logger son conectados a un blaster  Recupera /almacena /traspasa /testea /nexo en voladura Verifica estado o estatus del detonador, identifica los ID de cada detonador, verifica estado y lo relaciona, para almacenarlo en su memoria, chequea y registra errores Y al momento de la voladura mantiene la comunicación entre los detonadores y el equipo blaster Blaster: Es  el equipo para dar las instrucciones y señales respectivas para que la voladura, el blaster es elemento al que se conecta el logger y existen dos tipos. Tradicional a través de cables o inalámbrico atraes de radio con u de ondas de radio de una frecuencia especial y da inicio a la voladura Detonador electrónico:  su nombre proviene por su iniciación va a través de un cable eléctrico a un chip electrónico contenido dentro del detonador del sistema

Elección de equipo para el proceso de carguío y manipulación de explosivos Milodón es un camión fábrica del tipo Auger o Quadra para la mezcla de nitrato de amonio y matriz, diseñado especialmente para la fabricación de Anfo y Anfos pesados vaciables y bombeables en voladura de rocas para minería a cielo abierto. Características 



Productividad: su gran capacidad de fabricación y transporte de materias primas, permiten aumentar la productividad durante la operación de carguío. Innovación: diseño e ingeniería desarrollada por Enaex, que logran un camión fábrica único en la industria que ayuda a reducir los daños sobre el Prill de Nitrato de Amonio.



Seguridad: Posee un sistema de fluidización en la tolva de Nitrato de Amonio que evita la aglomeración de éste. Además tiene un sistema de lavado de residuos, que hace a Milodón® un equipo altamente seguro.

Ilustración 17 milodon

Características Técnicas :

Ilustración 18 caracteristicas tecnicas

Malla de perforación El burden es la distancia más corta al punto de alivio al momento que el barreno detona, en palabras simple, es la distancia que existe entre el pozo y la cara libre (generada u original). El espaciamiento es la distancia que existe entre pozos de una misma fila que se disparan con un mismo retardo o uno distinto. Esquema de un banco de tronadura a cielo abierto

Ilustración 19 esquema de un banco de tronadura rajo abierto

Donde: T= Taco B= Burden H= Altura de banco

J= Pasadura E= Espaciamiento Exp= Carga con explosivos Para determinar nuestro burden usaremos la Fórmula de C.Konya Basada en las teorías del Dr.Ash, determina el burden con base en la relación entre el diámetro de la carga explosiva y la densidad, tanto del explosivo como de la roca:

=0,012(2∗ ɣ ɣ)+1,5∗ Donde, •

B: Burden (m)

•

ɣex: Densidad el explosivo (g/cm 3)

•

ɣrx: Densidad de la roca (g/cm 3)

•

d: Diámetro del explosivo (mm)

=0,0122∗.,87 / /+

1,5)254 mm = 6

Para el cálculo del espaciamiento en la práctica, normalmente es igual al burden para malla de perforación cuadrada E=B y de E=1,3 a 1,5 B para malla rectangular o alterna, en nuestro caso usaremos el valor E=1,3: E/B=1,3

1,3*6=E

E=9 metros.

Para el cálculo de la pasadura usaremos la siguiente fórmula: Kj=J/B Donde: Kj= constante que tiene un valor de 0.3 B= Burden J= pasadura J= 2 metros J= 0,3 * 6 = 2 metros

Por lo tanto nuestra malla de perforación será de Burden=6 metros y Espaciamiento=9 metros Las dimensiones que abarca nuestra malla de perforación sonaceptables ya que Si el burden es demasiado pequeño, la roca es lanzada a una distancia considerable de la cara, Los niveles de golpe de aire son altos y la fragmentación puede resultar demasiado fina, por el otro lado si el burden es muy grande, dará como resultado el rompimiento trasero y el bronqueo de la cara final (lanzamiento de material hacia atrás).  Al igual que con el burden, espaciamientos muy pequeños producen un exceso de trituración y caracterización en la boca del taladro, lomos al pie de la cara libre y bloques de gran tamaño en el tramo del bordo. Por otro lado, espaciamientos excesivos producen fracturación inadecuada, lomos al pie del banco y una cara libre frontal muy irregular. En síntesis nuestra malla de perforación es aceptable para tener una buena fragmentación del material tronado a la hora del carguío.

Donde: T= Taco 3 metros B= Burden 6 metros H= Altura de banco 18 metros J= Pasadura 2 metros E= Espaciamiento 9 metros Exp= Carga con explosivos 13 metros Numero de pozos a perforar = 69 pozos

Malla de perforación en AutoCAD

Ilustración 20 malla perforacion autocad 

Malla para precorte Usaremos nuevamente la formula de Konya para determinar el burden:

=0,012(2∗ ,,7+1,5)∗25,4  E/B=1,3

1,3*0,7=E

= 0,7

E= 0,9

Secuencia de salida de los pozos El tiempo de salida de la secuencia de cada pozo en la primera fila será de 100 ms, teniendo un tiempo de retardo de 30 ms de pozo a pozo. Idealmente debieran ser detonados todos los pozos del precorte en forma simultánea, pero como medida de precaución en lo que se refiere a vibraciones se detonan en grupos.  A la hora de la voladura de producción tendremos que tener un desfase de tiempo de 120 ms con la voladura de precorte, acá la fila siguiente tendrá un tiempo de secuencia de salida de 300 ms la siguiente de 400 ms y así sucesivamente hasta la última fila de 1700 ms con un tiempo de retardo de 30 ms. Finalmente nuestros tiempos de retardos cortos a lo largo de las hileras reducirán la vibración sobre el terreno y producirán una fragmentación más fina de roca para que exista una adecuada operación de pala para carguío de material.

Cálculos relacionados a la producción de los equipos:

Según los datos entregados sobre las características de nuestro yacimiento La faena minera María La mina de cobre necesita remover un tonelaje de material (mineral y estéril) de 180000 tpd de la expansión para una roca de origen ígnea extrusiva, cuya densidad es de 2.7 t/m3 y textura granular muy fina. Además, el macizo rocoso se caracteriza por tener bastantes fracturas. La faena trabaja 12 hr/turno, 2 turnos día y 360 días al año. La explotación se efectúa a cielo abierto con bancos de 18 m de altura con una pendiente favorable para la estabilidad del talud y sin presencia de agua. 

Toneladas por metro perforado

V= B*E*H=6*9*18=972 m³ ρ=m/v

m= ρ*v

=2,7 t/mᶟ* 972 mᶟ = 2624,4 toneladas.

H + J = 20 metros a perforar 2624,4 t / 20 metros = 131,22 t/m a perforar 

Necesidad de perforación

180.000 t/dia : 131,22 t/m = 1371,7 m/dia 

Rendimiento real de una perforadora

17,71 m/h * 30 dias/mes * 18 h/dia * 0,85 = 271 m/dia 

Numero de perforadoras

Necesidad de perforación / rendimiento real de una perforadora = 1371,7 / 271 = 5 perforadoras.

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Numero de pozos diarios a realizar

Producción diaria / tonelaje por pozo = 180.000 ton. Por dia / Hb * B* * E * ρrx = 180.000 / 18 * 6 * 9 * 2,7 = 69 pozos.

Por lo tanto de acuerdo a los cálculos que realizamos necesitaremos 5 perforadoras para la iniciación de nuestro proyecto a rajo abierto maríaElena.

Para nuestros Valores críticos para la razón lastre-mineral: Nuestro yacimiento tendrá una REM de 2:1 ya que 2:1 o 3:1, puede estimarse como un valor razonable, por lo que nuestro movimiento mina será de 3 ton, pero si tuviéramos un valor de 5:1 a 7:1, puede estimarse como un valor crítico, el cual puede determinar el cierre del yacimiento o el cambio del método de explotación.

Mapa de faena minera maría Elena:

Ilustración 21 mapa faena minera maria elena

Ton/año Ton/mes Ton/dia TIEMPO CICLO DE VIDA MINA

64800000 5400000 180000 25 años

Ilustración 22 tabla minera maria elena

Justificación: Las toneladas total mina se sacaron con la producción diaria que son 180.000 tpd la cual la multiplicamos por 30 días mes la cual nos dio la producción mensual y ese resultado se multiplico por 12 que equivalen a 12 meses que tiene 1 añodándonos como resultado la producción anual

Protocolo de seguridad para operación de equipos de perforación Como todo trabajo que involucra personas, equipos y medio ambiente, en la perforación existen normas y procedimientos que velan porque ésta sea realizada de manera segura y limpia. En particular, en todo el proceso de perforación, y en cada una de las etapas, deben contemplarse las medidas de seguridad que sean necesarias para cumplir con las exigencias de seguridad y limpieza planteadas. Entre las medidas generales por considerar en la perforación cabe destacar que: La perforación debe realizarse de acuerdo con normas existentes y procedimientos internos. El personal involucrado debe tener la formación técnica necesaria para el desarrollo de sus funciones y conocer en detalle el manual de operación del equipo con el que trabaja. Los operadores deben tener siempre todos los elementos de protección personal (casco, botas, guantes, gafas, mascarillas, etc.) y usar ropas y accesorios que impidan su enganche en partes móviles de la máquina.

Medidas de seguridad previas al arranque de la máquina El operador debe revisar la máquina y chequear el correcto funcionamiento de: Los sistemas hidráulicos (mangueras, bombas) y eléctricos, así como también el de los elementos de control (manómetros) y de comunicaciones (radios). En especial, se debe vigilar que los niveles de aceite y puntos de engrase sean los adecuados. Las mangueras presurizadas, que deben estar debidamente aseguradas, al igual que

todas las conexiones, tanto en el equipo de perforación como en las barras y bits. Las señales y etiquetas de advertencia, que deben inspeccionarse para comprobar todas las indicaciones, señales o etiquetas de advertencia de la perforadora; por ejemplo, un bajo nivel de aceite o bit en mal estado.

Medidas de seguridad en el arranque El operador debe: Revisar cuidadosamente el lugar de trabajo. En las labores cercanas a los taludes (cielo abierto) debe considerar, especialmente, el estado de los bancos y posibles desprendimientos de roca.  Asegurarse de no interrumpir otras labores en la faena minera, especialmente cuando se trata de trabajo con explosivos. Por esta razón es importante revisar la disponibilidad de energía para que el equipo no se detenga. Comprobar la ausencia de personas u otros equipos (camionetas) en el lugar de trabajo. Mantenerse en su lugar de trabajo y nunca abandonar la máquina si ésta se encuentra en funcionamiento. Medidas de seguridad después del arranque El operador debe: Comprobar el correcto funcionamiento Prestar atención a ruidos no habituales.

de

todos

los

controles.

Medidas de seguridad en los desplazamientos a cielo abierto El terreno donde se realizará la perforación debe estar en buen estado para el correcto desplazamiento de la máquina. En caso de existir elementos ajenos que representen riesgos tanto para la máquina como para el operador (roca de gran tamaño), éste deberá solicitar un equipo auxiliar para el despeje. El operador debe chequear que no existan líneas eléctricas aéreas o superficiales en el sector. De haber un cable u otro elemento extraño a la perforadora, se aconseja dejar una distancia de seguridad mínima de 10 metros. En caso de trasladarse la máquina en una pendiente de ángulo considerable (sobre 20 grados), se debe contemplar la posibilidad de asegurar la máquina mediante el amarre con cables. Nunca se debe subir el mástil o torre de perforación durante el traslado.

Nunca se debe circular por zonas previamente perforadas, ya que existe el riesgo de que se "tapen" las perforaciones con el detritus.

Medidas de seguridad al finalizar la perforación Nunca se debe abandonar la máquina con el motor en movimiento. No estacionar la máquina en áreas potencialmente inundables o cercanas a proyecciones de roca por efecto de las tronaduras. Evitar el estacionamiento de la perforadora en zonas de pendiente. Si es necesaria esta operación, se debe señalizar y tomar las precauciones de estacionamiento.  Antes de abandonar la máquina (cambio de turno o tronadura), se liberarán de presión los circuitos, dejando los controles en posición de parada y estacionamiento con los bloqueos existentes. Se deben retirar las llaves de arranque si fuese necesario.

Abastecimiento de Agua, Petróleo, y Lubricantes Establecer comunicación radial con el operador, para coordinar la detención del equipo. Si la perforadora estuviera en un lugar inaccesible para el camión abastecedor, se deberá coordinar un

traslado en acercamiento hacia el equipo de servicio. Si la máquina

estuviera perforando en el momento de llegar el camión abastecedor, el operador de la perforadora deberá terminar el pozo y posteriormente autorizar el ingreso. Si el vehículo de servicio ingresa a la malla de perforación, deberá tener el máximo de cuidado de no pasar sobre los pozos o marcas. Deberá ser apoyado por el operador de la perforadora.

En la operación del llenado de agua se deberá verificar que las conexiones se encuentren en buen estado para evitar derrames. Además, se deberá tener precaución para evitar que el agua del estanque rebalse en el abastecimiento de agua. Mientras la perforadora es abastecida por agua, combustible o lubricante, no deberá operar ni ejecutar ningún movimiento de perforación, traslado o nivelación. Una vez finalizado el abastecimiento, el operador de la perforadora deberá verificar que el camión abandone el lugar, antes de ejecutar cualquier movimiento con la máquina. El abastecimiento, sólo debe realizarse con los motores detenidos .

Protocolo de seguridad para la manipulación de explosivos Medidas Básicas de Seguridad En cualquier faena minera, será fundamental lo siguiente: • Sólo se podrán emplear explosivos y accesorios que hayan sido previamente controlados y aprobados por el Instituto de Investigaciones y Control del Ejército (Banco de Pruebas de Chile) o por quién éste designe, lo que se acreditará con el timbre especial colocado en el envase. • Las personas que manipulen explosivos en la faena, deberán necesariamente contar con licencia vigente de manipulador de explosivos, otorgada por la autoridad fiscalizadora del lugar en que se encuentre ubicada la faena minera. En Ningún caso los explosivos iniciadores se deben almacenar o transportar junto a los explosivos básicos.

Almacenamiento de Explosivos: Los polvorines Los explosivos y sus accesorios se almacenan bajo estrictas normas de seguridad y reglamentarias en lugares físicos denominados polvorines, recintos que deben ser autorizados por las autoridades competentes.

Mantenimiento de los polvorines Los alrededores del polvorín deberán permanecer libres de materiales combustibles en un radio no inferior a 50 metros.

• Se inspeccionarán periódicamente los extintores ubicados en la parte exterior del polvorín, para mantenerlos en óptimas condiciones. Lo mismo respecto de baldes de arenas o pulverizadores de agua. • Se evitará desparramar explosivo en el polvorín. Éstos deberán mantenerse perfectamente aseados. • Todo envase desocupado deberá sacarse de inmedi ato del polvorín.

Acceso al polvorín • El recinto del polvorín permanecerá cercado de manera que impida el paso de vehículos, personas y/o animales. • No se podrá ingresar al recinto portando fósforos, encendedores o cualquier otro agente inflamador, ni con elementos metálicos que puedan generar chispas. • No podrán ingresar al recinto de polvorines personas ajenas a ellos, a menos que se haga acompañar por el responsable de la faena.

Recepción • En cada recepción de explosivos deberá controlarse si la cantidad, calidad,   potencia, tipo y tamaño es la misma que la solicitada, constatando además si éstos se encuentra en buen estado. Cualquier anomalía será causal de rechazo en su recepción, comunicando de inmediato al encargado de la compra y a la autoridad pertinente. • En las cajas y sacos de explosivos deberá indicarse la fecha de recepción. Ésta deberá anotarse en lo posible en una pizarra, que se encuentre en un lugar visible. • Para cualquier tipo de explosivo que ingrese, el encargado del polvorín para deberá registrar la fecha, Nº de guía, procedencia y cantidad, en el “Libro Control de Explosivos” (Libro Registrado en la Autoridad Fiscalizadora correspondiente). • Todas las personas que realicen esta labor deberán contar con una licencia para manipular explosivos.

Almacenamiento • Los explosivos se almacenarán de modo tal que su disposición sea segura y su manejo fácil, permitiendo una perfecta ventilación y circulación de personas.

• No se almacenarán primas armadas, es decir, cartuchos de dinamitas con cordón detonante o fulminantes en su interior, ni explosivos en mal estado. • Al ingresar nuevas partidas de explosivos, éstos deberán ser registrados con la fecha de su ingreso.

Despacho • El despacho de explosivos se hará por estricto orden de recepción. • Se retirará sólo la cantidad y tipo de explosivo que sea necesario en la actividad programada para el consumo del día.

Control • El polvorín deberá ser inspeccionado periódicamente por el responsable de la faena, quién anotará en su reporte cualquier anomalía que encuentre, e impartirá instrucciones de solución. • En el “Libro Control de Explosivos”, deberá anotarse: fecha de recepción o despacho, número de guía de recepción o despacho, procedencia o destino, cantidad recibida o despachada, existencia y observaciones.

Transporte en Vehículo de Explosivos en la Faena Minera: Respecto del vehículo El vehículo que transporte explosivos en la faena minera deberá cumplir con los siguientes requisitos: • Estar en óptimas condiciones mecánicas y eléctricas , con la carrocería firmemente unida al chasis y su interior recubierto con goma o madera, de tal modo que no produzca chispas. En caso contrario se usará cajones de madera confeccionados especialmente para estos fines, previamente autorizados por el Servicio. • Llevar cadena de seguridad a tierra para descargar la electricidad estática y portar extintores contra incendio. • La distribución de la carga sobre el vehículo será de tal forma, que no tenga lugar a desplazarse en su carrocería. Los explosivos deberán transportarse en sus envases originales de fábrica, y los detonantes u otro tipo de iniciadores jamás deberán ser transportados junto a otro explosivo. • La carga máxima será un 80% de la indicada por el fabricante del vehículo.

• El vehículo cargado con explosivo no podrá transportar ningún otro material o herramienta.

Respecto del transporte • El trayecto que realizará el vehículo cargado con explosivo será siempre el más corto y de menor tráfico. • La velocidad máxima no deberá exceder los 50 kilómetros por hora, evitando golpes y sacudidas. • Quedará estrictamente prohibido transportar personal en el vehículo junto con los explosivos.

PRIMADO, CARGUIO Y TAPADO DE POZOS 

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El primado de los pozos se podrá realizar dentro de un radio de 20 metros, medidos desde el perímetro del área de tronadura hasta maquinarias que estén trabajando o cables eléctricos energizados. El primado del pozo consistirá en la ubicación de una prima, compuesta de un iniciador Pentex más un detonador. Además se adicionará un detonador pirotécnico de respaldo. Los detonadores serán introducidos en las perforaciones del iniciador. Antes de primar el pozo, el capataz debe revisar la zona y señalizar con conos las superficies inestables. Los operadores deben tener cuidado al primar los pozos de la primera fila, visualizando permanentemente el borde del banco. Todos los vehículos que circulen dentro del disparo deben tener bocina de retroceso automática. f) Los cables del detonador que queden en la superficie deben estar enrollados en el coligüe para evitar que equipo o personal se enganchen y/o los corten. Al primar pozos secos o con agua los cebos deben quedar a lo menos a 3 m sobre el fondo del pozo. Antes de realizar el carguío de los pozos se debe medir la profundidad y la cantidad de agua que contiene. El carguío de los pozos se realizará en forma mecanizada, en caso de cargar con explosivo bombeable se debe tener especial cuidado para evitar que las mangueras rocen los cables eléctricos de los detonadores. Los cables de los detonadores deben situarse en una posición opuesta al desplazamiento del camión fábrica. Asimismo se deberá tener cuidado para el tapado de los pozos, de manera de evitar roces o golpes que pudieran dañar los cables de los detonadores. Al taquear el pozo el operador debe cuidar que los cables queden en el centro de éste y no apoyado en la pared, para evitar daños.

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En caso de existir detonadores que no fueron utilizados en el disparo deberán ser devueltos al polvorín, en sus envases originales.

Costos relacionados a los procesos de perforación Mano de obra

Personal que ocuparemos en nuestra mano de obra de perforación:

PLAN DE ADQUISICIONES DE EQUIPOS DE PERFORACIÓN La adquisición de equipos para el proyecto consistió en la compra de las perforadoras a la empresa de atlas Copco.

Pauta de mantención asociado a los equipos de perforación El mantenimiento en equipos es súper importante y lo realizaremos cada 400-500 hrs de uso guiándonos por la siguiente pauta de mantención:

1.- Preparar mantenimiento del equipo 1. Chequea pauta e instructivos de mantención del equipo identificando el conjunto de actividades a realizar, su secuencia y duración aproximada, de acuerdo a los procedimientos y estándares de la empresa 2. Solicita y verifica los instrumentos de medición, herramientas y materiales necesarios para realizar el mantenimiento del equipo de acuerdo a pauta de mantenimiento, especificaciones del fabricante, procedimientos e instructivos de trabajo 3. Identifica y registra los riesgos potenciales del área de trabajo y del equipo a intervenir según especificaciones del fabricante del equipo, pauta de mantenimiento, procedimientos e instructivos de trabajo y estándares de la empresa

4. Realiza el bloqueo del equipo verificando el estado de los elementos de bloqueo necesarios para la actividad (candados y/o tarjetas) según especificaciones del fabricante, normas y procedimientos de la empresa. 5. Verifica la ausencia de energía en el equipo a intervenir según instructivos de seguridad y procedimientos de la empresa. 6. Delimita el área de trabajo de acuerdo a peligros identificados y procedimientos de seguridad de la empresa.

2.- Realizar mantención del equipo 1. Mide y calcula los principales parámetros del equipo utilizando instrumentos, herramientas y equipos adecuados según manuales de mantenimiento, contrastándose sus valores con los límites anteriormente identificados. 2. Interpreta los datos obtenidos durante la inspección según procedimientos, manuales, mediciones, información de panel de control y alarmas, apreciaciones y recomendaciones del operador 3. Diagnóstica mediante un proceso razonado de causa-efecto la avería, falla, fuga, etc., identificándose el o los componentes y sistemas del equipo afectados 4. Limpia el equipo eliminando todo tipo de residuos líquidos y de suspensión (polvo), según pauta de trabajo, procedimientos y estándares de la empresa. 5. Revisa, limpia, repara y/o reemplaza los componentes del equipo en coordinación con los miembros del equipo de trabajo, según pauta de trabajo, especificaciones del fabricante, procedimientos y estándares de la empresa.

3.- Terminar mantenimiento del equipo 1. Desbloquear el equipo y el área de trabajo retirando cintas o conos según procedimientos de seguridad de la empresa. 2. Pone en servicio el sistema para la realización de las pruebas pre-operacionales, verificando en terreno con los instrumentos indicados la situación de la mantención realizada, comunicando previamente al equipo de trabajo esta labor, según procedimientos de la empresa. 3. Ejecuta las pruebas pre-operacionales con los instrumento adecuados, según pauta de trabajo, especificaciones del fabricante, procedimientos y estándares de la empresa

4. Limpia el área de trabajo clasificando y almacenando los residuos o desechos según procedimientos e instructivos de trabajo. 5. Almacena las herramientas y equipos de apoyo utilizados durante la actividad de mantenimiento 6. Libera el área de trabajo según indicaciones de la pauta de trabajo, y procedimientos de la empresa. Completa la pauta de trabajo de acuerdo a procedimientos y estándares de la empresa.

Carta gannt

Ilustración 23 carta gannt 

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Conclusiones 

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Para realizar las perforaciones, se utilizan grandes equipos equipados con aceros con ciertas medidas de pulgadas de diámetro los que nos permitirán perforar un hoyo de grandes longitudes según nuestro tipo de roca. En cada hoyo cargado con explosivo, se introduce un detonante que puede ser eléctrico o no eléctrico para luego generar una secuencia de detonaciones entre los distintos hoyos de una tronadura, de manera que la roca fragmentada sea de un tamaño óptimo para ser cargada y transportada por los equipos mineros.

El mantenimiento en equipos es súper importante realizarlo cada 400-500 hrs para evitar que existan paros en la secuencia de operación ya que como todos sabemos, en la minería se trabaja de forma continua. Es muy importante para una planificación minera, tener un buen manejo de los argumentos teóricos relacionados a la perforación y manipulación de explosivos en minería a Cielo Abierto, siendo estos la base a la necesidad planteada por la producción por día a extraer en nuestra faena minera María Elena, para que fueran realizadas estas operaciones de la mejor forma.

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