Material de Estudio - Taller

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PLANEAMIENTO DE PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS

Ph. D. Carlos Agreda TurriateConsultor Intercade

TALLER

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

El principal objetivo de laoperacin minera unitaria de lavoladura de rocas es obtener unabuena fragmentacin, para quelos fragmentos de roca sean losrequeridos por planta y, sobretodo, puedan pasar por lasparrillas.

Reiterando al departamento devoladura, se plantea lossiguientes objetivos:Trabajar en equipo.


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Incrementar la produccin (Tm) requerida diaria, mensualo anual.

Minimizar costos de operacin. Tener el menor ndice de accidentes en el trabajo de

voladura.No generar gases nocivos en la voladura (MEC

balanceada en oxgeno).Obtener un adecuado calor de explosin (Q3) de la MEC

seleccionada.Minimizar la distancia de los bancos fracturados por la

voladura.Obtener una adecuada fragmentacin como resultado de

la voladura de rocas.

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Perforacin Carguo de MEC Conexiones

ChispeoVoladura Fragmentacin de la

roca

Proceso de la operacin minera unitaria de perforacin y voladura de rocas


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BORE-TRACKING PLAN

IntroduccinObviamente que no se puede efectuar un planeamiento oplan bore-tracking, ya que se estara planificando loserrores que se van a cometer durante la perforacin.

Los efectos de la desviacin de los taladros sonmltiples, ya que, como bien se sabe, la perforacin de lostaladros debe seguir un paralelismo perfecto, de locontrario no se obtendr una buena fragmentacin comoresultado de una voladura de rocas.

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En cierta forma, para tratar de corregir este problema, enel campo se usan los llamados seguidores que sondispositivos de madera que se colocan dentro de lostaladros para observar el paralelismo de estos.

Se debe enfatizar que el control del paralelismo de lostaladros en el momento de la perforacin es muyimportante, si se requiere obtener buenos resultados de laperforacin y voladura en trminos de fragmentacin.


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TALLER APLICATIVO A LAS OPERACIONESMINERAS UNITARIAS DE PERFORACION

Y VOLADURA DE ROCAS


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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 = 60 000 psi Peso de la perforadora W = 300 000 lb Dimetro de la broca =11" RPM = 80

Se pide calcular lo siguiente:i. El rango de penetracin (PR)ii. La discusin de los resultados

CASO ESTUDIO N. 1

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300

80

25.11

195602861 xLogPR

=

3002861

RPMx

WSLogPR C

=

hmPR /16=

SOLUCION

Convirtiendo valores

hmPR /99.15=

i. Rango de penetracin


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ii. Discusin de los resultados

Se debe evaluar de acuerdo a las condicionesoperacionales de la perforadora, al barreno, a la broca,pulldown, RPM, tipo de roca (SC), etc. De acuerdo aestas variables, se obtendr el rango de penetracin(PR) adecuado.

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CASO ESTUDIO N. 2

En una operacin minera trabajada por el mtodo deopen pit, para llevar a cabo las operaciones minerasunitarias binomiales de perforacin y voladura de rocas,se cuenta con la siguiente informacin de campo: Field data Dimetro del taladro BH = 9 7/8 Altura de banco BH = 13.0 m Sobreperforacin S/D = 2.0 m Taco ST = 5.0 m Densidad del mineral (OD) = 2.9 ton/m3 Mallas para el mineral B = S

B x S = 6.0 m x 6.0 m


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Agente de voladura a ser usadoEl agente de voladura AN/FO ser usado para el carguode los taladros, ya que esta labor minera es seca. AN/FO = 1 = 0.85 g/cc

Costos referenciales de las MEC y los accesorios devoladura a ser usados

AN/FO (kg) 0.80Fanel (3.5 m)/unit. 3.00Booster 1 lb/unit. 2.00Detonating cord (m) 1.50Safety fuse (m) 1.00Blasting caps n. 6/unit. 0.80

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Costos de perforacin Drilling and cost = 10.0 $/m

Se pide lo siguiente: Calcular el costo de perforacin y voladura por ton

disparada ($/ton). Graficar las mallas de perforacin, las conexiones, la

secuencia de salida. Discutir los resultados.


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ALGORITMO DE SOLUCION

( )( ) ( )1= rVW i. Tonnage

( )( )( )

( )( )./357,1

./357,1

/9.2468

468

0.130.60.6

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3

taltonton

taltonton

mtonmton

mV

mmmV

=

=

=

=

=

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( )( ) ( )21 = VWii. Clculo de la densidad de carga del AN/FO

( )( )( ) ( )32 = HrV piReemplazando valores

( ) ( ) ( )312

875.91416.3

2

= mV

Ejecutando las operaciones

ccV 4.167,53=

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Luego

( )( )

mkgLD

kgLD

gLD

ccgccLDW

/45

45

192,45

/85.04.167,53

=

==

iii. Clculo de la altura de carga

( )4/ += STDSBHLH

20


Reemplazando valores en (4)

mLH

mLH

mmmLH

0.10

10

50.20.13

=

=

+=

iv. Clculo del AN/FO al ser cargado por taladro

( )( ) ( )5. / = LHLDQ FOANReemplazando valores en (5)

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( )( )

./450.

./450

1045.

/

/

talkgQ

talkg

mkgQ

FOAN

FOAN

=

=

=

v. Clculo del factor de carga

( )6/ =tonnage

QLF FOAN


tonkgLF

ton

kgLF

/33.0

33.0357,1

450

=

==

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vi. Clculo del costo de perforacin

( )7/ += DSBHDH

mDH

mmmDH

15

0.150.20.13

=

=+=

Luego, el costo de perforacin ser el siguiente:

( )( )./$150

150$./$1015

talDC

mmDC

=

==

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US$ AN/FO 450 kg x 080 $/kg/tal 360.00 Fanel 3.0$/unit/tal 3.00 Booster (1 lb) 2.0 $/unit/tal. 2.00 Detonating cord (m) 1.50 Safety fuse (m) 1.0 $/m/tal 2.00 Blasting caps n. 6 x 0801 $/unit/tal 1.60

Total 370.10

vii. Clculo del costo de voladura

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viii.Clculo del costo de perforacin por ton volada

( )===

tonDC

tontalton

talDC

/$111.0

/$111.0/357,1

/$150

ix. Clculo del costo de voladura por ton volada

( )===

tonBC

tonBC

/$741.2

741.21357

$10.370

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x. Costo de drilling & blasting

D & B cost = + = 0.111 $ + 2.741

= 2.852

D & B cost = 2.852 $/ton

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CASO ESTUDIO N. 3

Generalmente con rangos mayores de flujo de aire, unmayor rango de penetracin (PR) es obtenido, lo mismoque mayor metraje perforado por broca.

El rango del flujo de aire requerido es calculado usando losiguiente: El dimetro del taladro(BH) El dimetro del barreno (DS) El volumen real del aire que llega a la broca

Requerimientos del volumen de aire para una eficienteperforacin.

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Las curvas mostradas en la figura I han sido ploteadas paracalcular rpidamente los requerimientos de flujos de airepara operaciones de perforacin en general.

Por otro lado, se debe tener presente que el 20% del flujode aire es empleado para enfriar las billas de las brocas ypara evacuar los detritus formados durante la perforacin.

Entonces se debe mencionar que las curvas que semuestran en el grfico I han sido ploteadas usando lossiguientes clculos efectuados:

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( ) ( )13.183

2

2

2

1

=DDV

CFM

DondeCFM: capacidad real de aire entregado por la compresora.V: velocidad de barrido requeridaD1: dimetro del taladro (inches)D2: dimetro del barreno (inches)

Qu capacidad real de la compresora es requerida paraobtener una velocidad de barrido (bailing velocity) de 4000ft/min., si se perfora con brocas de D1 = 12 y barrenos deD2 = 10, respectivamente?

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ALGORITMO DE SOLUCION I

D1 = 12 D2 = 10

Capacidad de compresora = ?


( )1745.960

3.183

1012400022

=

=CFM

Capacidad real de la compresora

960=CFM

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ALGORITMO DE SOLUCION II

Usando las curvas ploteadas en el grfico I.

Paso 1: Comenzando con el dimetro del taladro, D1 =12 (punto a), trazar la recta verticalmente hasta cortar aldimetro del barreno D2 = 10 (punto b).

Luego trazar una recta horizontalmente hasta cortar labailing velocity 4000 ft/minuto (punto c)y, seguidamente, trazar una recta vertical hasta cortar lacapacidad de la compresora 960 CFM (punto d).

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Como se puede observar tanto usando la ecuacin (1)como grficamente, se obtiene muy fcilmente lacapacidad real del flujo de aire que debe proveer lacompresora en CFM para obtener el rango depenetracin (PR) planificado, tambin efectuar unaeficiente evacuacin de los detritus formados en elmomento de la perforacin.

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CASO ESTUDIO N. 4

En una operacin minera trabajada por el mtodo de openpit, para llevar a cabo las operaciones unitarias deperforacin y voladura, se cuenta con la siguienteinformacin: Dimetro del taladro BH = 9 7/8 Altura de banco BH = 13.0 m Sobre-perforacin S/D = 2.0 m Taco ST = 5.0 M Densidad del mineral OD = 2.9 ton/m Mallas de perforacin y voladura

B x S = 6.0 m x 6.0 m

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Agente de voladura seco a ser usadoEl agente de voladura AN/FO ser usado para el carguo delos taladros, ya que en esta labor minera no existe agua.La densidad del AN/FO es 1 = 085 g/cc.

Costos referencialesLos costos de la referencia son los siguientes:Agente de voladura AN/FO: $/kg 0.80Costos de perforacinCp = $/m 12.00

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Se pide lo siguiente:

i. Calcular el costo de perforacin y voladura por tonvolada.

ii. Discutir los resultados.

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ALGORITMO DE SOLUCION El algoritmo usado para resolver este problema es elsiguiente:

i. Clculo del tonelaje

Mallas de perforacin y voladuraB x S = 6.0 m x 6.0 m

Altura de bancoBH = 13.0 m

Densidad del mineralOD = 2.9 ton/m

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ii. Clculo del tonelaje( ) ( )1= VW ( )( )( ) ( )2= HSBV

Reemplazando valores en la ecuacin (2)

( )( )( )3

468

0.130.60.6

mV

mmmV

=

=

Reemplazando valores en la ecuacin (1)( )( )

tontalton

taltonW

mtonmW

1367./

./1367

/9.246833

=

=

=

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iii. Clculo del explosivo a cargarseSobreperforacin S/D = 2.0 mTaco ST = 5.0 m

iv. Clculo de la densidad de carga del AN/FO

( ) ( )11 = VW ( )22 = HRV piReemplazando valores en la ecuacin (2)

( ) ( )3

4.167,53

12

"875.91416.3

cmV

mV

=

=

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Reemplazando valores en la ecuacin (1)

( )( )

mkgLD

mkgW

gW

ccgcmW

/45

/45

192,45

/85.04.167,533

=

=

=

=

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v. Clculo de la altura de carga

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( )3/ += STDSBHLHReemplazando valores en la ecuacin (3)

mLH

mmmLH

0.10

0.50.20.13

=

+=

vi. Clculo de la cantidad de AN/FO a cargarse por taladro

( )./450/

45010/45

talkgFOANQ

kgmmkg

=

=

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vii. Clculo del factor de carga

tonkgLF

talton

talkg

ton

MECQLF

/33.0

./1357

./450

=

==

viii. Clculo del costo de perforacin y voladura

US$AN/FO: 450 kg x 0.80 $/kg 360.00Perforacin: 15 m x 12 $/m 180.00

= 540.00

Luego, el costo total de P&V es 0.40 $/ton.

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