87268_MATERIALDEESTUDIO-PARTEIA.pdf

1INTERCADECONSULTANCY & TRAINING

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Ph.D. Carlos Agreda TurriateConsultor Intercade

ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS EN PERFORACION Y

VOLADURA EN MINERIA SUPERFICIAL

P h.D Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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


ETAPAS DE UN PROYECTO MINERO

4


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!"#$!#"%

$&'($)"$ %

*$&'($%!$+,

''(")-. (/ +0

''(")$ +

1

2

Diagrama conceptual mostrando las principales disciplinas que deben ser tomadas en cuenta para optimizar la fragmentacin

''(")( 3+

5


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

7


DIAGRAMA CONCEPTUAL N 2, MUESTRA LA CONCEPCION DE LA MINERIA CONVENCIONAL

4

8


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Diagrama conceptual N 3, muestra la concepcin de la minera en el tercer milenio

9

9

4

ALMACENAJE

REFINERIA

4


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.

11


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.

13


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.

17


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.

18

10

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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)

19


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

20

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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 =

21


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.

22

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23

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.


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 =

24

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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.

25


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

26

14


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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

27


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.

28

15


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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

29


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

30

16


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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

31


.

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


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


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


300

80

25.11

195602861 xLogPR

=

3002861

RPMx

WSLogPR C

=

./16

./99.15

hrmPR

hrmPR

=

=

SOLUCION 38

20


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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.

39


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

41


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.

42

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a. Relacin de desbroce (SR).ALGORITMO DE SOLUCION

12"

b. Clculo del rango de penetracin (PR)

43

3

1

/000,90

/000,30. ==

desmonteTm

MineralTmRS

( )

=

300

70

875.9

65.060)25log2861(orePR

./94.30 HrpiesPRore =


( )

=

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 =

45


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

46

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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.

47


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

49


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).

50

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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.


Se pide:i. Calcular el costo de perforacin para esta operacin

minera.ii. Discutir los resultados.

52

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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=+=


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

55

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.


Detritus Detritus

56

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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.)

57


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.)

30


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Se tienen otras formulas usadas para la evacuacineficiente de los detritus:

( )3. = AVQ

59

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.


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

31


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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)

61


( ) ( ) ( )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).

62

32


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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).

63


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

64

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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 ==

65


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 ==

34


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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.

67


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$==

35


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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

69


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.


55.0000,970$ xIP =

500,533$=IP

70

)2(= PITAPxITIP

36


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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.

71


6. Clculo del costo de propiedad.Se calcula de la siguiente manera:

IISDepCP += .

Donde:CP = Costo de propiedadDep. = DepreciacinIIS = Inters, impuesto y seguro


360,182$=CP

72

37


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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.


daturnoxturnohrsxxaodasHT /3/883.0/300=

aohorasHT /976,5=

73


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


aoHrCP

/976,5

360,182$=

./$52.30 hrCP =

74

38


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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 ==

75


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


aoxCR /$100,3206.0500,533$ ==

77


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 =

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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


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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( ) ( )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/ =


Por lo tanto, perforando con la broca M8MJ se obtiene unrango de penetracin mayor.


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.


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')#'*(')"'

*('" +'*(')*)('*('"

'!")#$$(6'

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


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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87268_MATERIALDEESTUDIO-PARTEIA.pdf