Introducción a la Minería. Módulo 2.

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UNAB.

OPERACIONES UNITARIAS MINERAS.

PERFORACION Y TRONADURA

Perforación

& Tronadura

Objetivos

Identificar los diferentes componentes de una Perforadora

Entender los diferentes tipos de perforadoras y aplicaciones

Interpretar una malla de perforación

Conocer diferentes consumibles de tronadura

Entender el proceso de tronadura

Metas

Conocer y reconocer diferentes tipos y estílos de perforadoras.

Entender lo que es una malla de perforación.

Ser capaz de interpretar un esquema de tronadura.

Identificar consumibles de tronadura.

Entender la importancia de buenas prácticas de tronadura.

Perforación & Tronadura - ¿PORQUÉ?

La perforación tiene por objetivo generar espacios en la roca para colocar el explosivo.

La tronadura produce al interior de la roca una onda de compresión la que al reflejarse en la “cara libre” se transforma en una onda de “tracción” provocando el quiebre de la roca.

Objetivo de la Perforación

Fracturar el material.

Remover los detritus.

También se aprovecha la perforación para conocer mejor las leyes y la dureza de la roca.

Tipo de Perforaciones

Rotativa – Molienda.

Usada en materiales más suaves.

Percusión – Martillo. Usada en materiales de mayor dureza.

Tipos de Perforadoras

Eléctricas, diesel o aire comprimido.

De un sólo pase o Multi-pase.

Vertical o Angulo.

En ambas perforaciones: rotativa y percusión los medios de barrido

comunes son:

Aire Comprimido.

Agua.

Barro - barro especial de perforación.

Componentes de una Perforadora

Bits.

Barras.

Máquina, torre.

Dispositivo para cambio de barras.

Jacks para Nivelar.

Compresor para aire.

Estanque de agua.

Perforación de un solo pase - Ventajas

Reduce tiempo de “reposo” de la maquina por el cambio de barra del equipo, utilización optima.

Facilita la limpieza del pozo de tronadura. Permite un flujo de aire continuo a través de la broca en todo momento. Esto es importante en pozos mojados, elimina la posibilidad de extraer agua por sifón y los detritus de la perforación en

el bits (broca).

Perforación de un sólo pase - Desventajas

Un mástil alto hace la perforadora inestable.

Por lo mismo se dificulta el transporte en distancias largas.

Normalmente para el transporte de distancias largas se hace necesario bajar la torre.

Un desplazamiento puede implicar ser remolcada por un bulldozer.

Se limita la altura de banco

Diseño de Tronadura

Consideraciones:

Dureza de la roca.

Geología.

Costos.

Presencia de agua.

Lastre o mineral.

Estructuras presentes.

Entorno, por proyecciones o generación de ruido.

Diseño de Tronadura

Esquema de Carga

Copyright of Dyno Nobel Asia Pacific Ltd

Patrones de Diseños

Esquema de Secuencia de Tronadura

Copyright of Dyno Nobel Asia Pacific Ltd

Esquema de Secuencia de Tronadura

Copyright of Dyno Nobel Asia Pacific Ltd

Tipos de Explosivos

ANFO Mezcla de nitrato de amonio y petroleo.

Fácil de almacenar y manipular.

De menor costo.

Se disuelve con agua.

Se puede agregar energía adicional agregando aluminio en polvo.

Se puede reducir su energía agregando material inerte.

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Tipos de Explosivos

EMULSIONES Mezcla de nitrato de amonio, aceites y combustible.

Resistente al agua.

Comparativamente más energético que el Anfo.

Tipos de Explosivos

Tipos de Explosivos

PRODUCTOS EMBOLSADOS. Puede hacer al Anfo resistente al agua.

El agua entre la pared del pozo y la bolsa de explosivo se convierte en vapor al momento de dotonar, lo que se traduce en menor anergía.

Normalmente usado en tronadura de Pre split.

De manipulación más compleja, lenta.

Primado Explosivo de alto poder ocupado para iniciar la columna de

explosivo, que contiene un detonador.

Detonadores Inicia o activa el primado, mediante una mecha minera,

cordon detonante o tubo explosivo.

Usados para controlar la secuencia de salida de la tronadura.

Quimicos o eléctricos.

Cálculo del Factor de Carga

Cantidad de explosivo por unidad de volumen de roca in situ.

Se calcula multiplicando la densidad del explosivo por el burden, espaciamiento y largo del tiro.

Procedimientos de Tronadura

Personal involucrado requiere permisos especiales.

Áreas de tronadura son de acceso restringido.

Todo el personal en área mina tiene que ser informado de el programa de tronadura.

Una tronadura involucra un área de seguridad, la cual es cerrada y despejada al momento de detonar.

Durante el proceso de tronadura normalmente se mantiene silencio radial, y el momento de detonación se anuncia con sirena de advertencia.

El proceso termina con una inspección al área tronada, posibilidad de tiros quedados.

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

Resultados de una Mala Tronadura

Proyecciones de Roca, daño a personas o instalaciones.

Tiros quedados.

Fragmentación inconsistente.

Fragmentación muy gruesa.

Fragmentación muy fina.

Sobre quiebre.

Presencia de gases tóxicos.

Vibración excesiva.

Demasiado ruido.

Causas de una Mala Tronadura

Taco insuficiente.

Presencia de agua, desgradación del explosivo.

Secuencia de salida incorrecta.

No se consideran aspectos geológicos o estructurales.

Mal calculo de factor de carga.

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

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

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

CARGUÍO Y TRANSPORTE

Objetivos

Conocer y entender proceso de carguío y transporte.

Conocer concepto productividad y ciclo de transporte.

Conocer costos del proceso.

Metas

Identificar distintas unidades de carguío y transporte.

Identificar distintas métodos de carguío y transporte.

Entender concepto cálculo de flota.

Cuadro tipo de costo por ton

Carguío y Transporte

Uso Universal …... pero en minería representa un costo relevante que requiere dedicación.

Comprender el Sistema ….. diseño mina, productividad, el costo tiene que ser hecho para el sistema, no para intereses individuales.

Unidades de Carguío

Tres Categorías de Carguío:

Pala de Cable.

Excavadores Hidraúlicos.

Cargadores Frontales.

Pala de Cable

Truck to dump

Truck to load

Reverse into

loading position

Waiting position (empty truck)

Loading position

Carguío por un solo lado

Truck to dump

Truck to load

Reverse into

loading position

Waiting position (empty truck)

Loading position

Carguío por ambos lados

Excavadores Hidráulicos

PC 8000 – Front Shovel Attachment PC 8000 – Backhoe Attachment

Bucket Capacity 42,0 cu.m (55 cu.yd)

Wear Package FS-WP-3

Density 1,8 t/cu.m (3,050 lb/cu.yd)

Crowd Force 2320 kN (521,000 lb)

Break-out Force 2320 kN (521,000 lb)

Bucket Capacity SAE: 38,0 cu.m (50 cu.yd)

Wear Package BH-WP-2

Material Density 1,8 t/cu.m (3,050 lb/cu.yd)

Tear-out Force 1800 kN (404,600 lb)

Break-out Force 2000 kN (449,500 lb)

5900

Selectividad

Cargadores Frontales

Independent boom/stick and

bucket movements allow easy

handling of boulders

Controlled smooth discharge

of boulders without truck

damage

Rope Hydraulic Increased Application

Flexibility

Application Comparison

Digging Envelope

Hydraulic Mining Shovel vs. Rope Shovel

As Example

Camiones Descarga Trasera

Características de Diseño.

Tracción Trasera, 6 Ruedas.

2/3 peso bruto sobre eje de de tracción.

Cuerpo Tolva Simple - puede ser diseñada de

forma robusta en minería de roca dura.

Tren de traccion (eléctrico o mecánico).

Camiones de Descarga Trasera

Tamaño

Variado de 50 a 350 toneladas.

Komatsu 830 y 930

Cat 777, 793 y 797

Liebherr

Camión Descarga Trasera

Camiones Descarga de Fondo

Camiones descarga de Fondo

Características de Diseño:

Liviano.

Para materiales de fácil escurrimiento.

Puertas con abertura de fondo.

3 ejes tractor - trailer (10 ruedas) o 2 ejes unitised cargador (8 ruedas)

Tractor-trailers sólo 40% peso bruto sobre eje manejo, aún menos en rampas.

Camiones Descarga de Fondo

Caracterítica de Diseño:

Manejo Mecánico.

En proporción menor potencia que un camión de descarga trasera.

Centro de gravedad más bajo que el camión de descarga trasera.

Camiones Descarga de Fondo

Desventajas:

Requiere rampas de menor pendiente.

Si bien presentan un buen radio de giro se dificulta mucho el retroceso.

No sirve para materiales de dificil escurrimiento.

Camión Descarga de Fondo

Estimación de Productividad Toneladas por unidad de tiempo

Estimación Rápida - Cargadores

Productividad

Capacidad del Balde

Densidad del material & esponjamiento

Factor de Llenado

Número de Pases

Tiempos de Ciclo

Tiempos de Maniobra

Maximizar la utilización del Tiempo

Productividad es la razon tonelaje tiempo.

Estimación Rápida - Camiones

Productividad

Capacidad de la tolva.

Densidad del material & esponjamiento

Factor de Llenado

Número de Pases

Tiempos de ciclo.

Maximiza utilización del tiempo

Productividad es la razon tonelaje tiempo.

Estimación Rápida - Camiones

Tiempo de ciclo

Se requiere dividir los tiempos de viaje del camión.

Se requiere asignar velocidades a cada tramo del viaje.

Una buena estimación de tiempo de ciclo es fundamental para determinar la cantidad de camiones a comprar.

Curva de desempeño subiendo

Curva de desempeño en frenado

Productividad - Flota Combinada Camión & Cargador

Mediante Simulación de Monte Carlo se puede:

Optimizar tamaño cargador y camión.

Optimizar tamaño de tolva y balde.

Optimizar número de cargadores y camiones.

SERVICIOS & APOYO

Objetivos

Entender las diferentes aplicaciones de equipos auxiliares en terreno

Entender los roles de los departamentos de servicio

Mostrar las áreas de manejo ambiental

Metas

Conciencia de la importancia e impacto de los servicios a las operaciones de mina en general,

Ilustrar que las actividades ambientales son una parte integral de la minería.

Servicios y Apoyo

Equipos de Servicio

Camiones - Agua/Combustible/Reject

Niveladoras

Compactadoras

Bombas

Plantas Mobiles de Desague

Sub-estaciones Eléctricas

Cable Reelers

Gruas / Cargadores Bajos /

Infraestructura de Servicio

Talleres de Mantenimiento

Bodega

Laboratorios

Areas de Lavado

Diques / Tranques de Relaves

Oficinas de Administración

Areas de Servicio

Mantención de Camino y Construcción

Diseño de Ingeniería de Mina

Control Topográfico

Motoniveladora, Bulldozer, Compactadoras, Carros de Agua

Diseño de Camino

Areas de Servicio

Preparación terreno y construcción Apoyo topográfico. Bulldozer remueven material. Moto niveladora empareja. Camion Aljibe moja terreno. Compactador termina.

Areas de Servicio

Desague del Rajo.

Diseño y Construcción de los Diques de Retención.

Control de Calidad del Agua para liberación.

Puntos de agua para recarga de camiones.

Lavaderos para camiones.

Otros

Areas de Servicio

Camiones de Combustible para Equipos Mobiles.

Cama baja (Lowboys) para movimiento de equipos.

Gruas – mantención.

Suministro eléctrico.

Manejadores de cable para equipo potenciado eléctricamente, y torres eléctricas.

Alumbrado Rajo y “Choqueras” (Crib Huts).

Roles de los Topógrafos

Control (Frentes, botaderos, stock, otros).

Esquema de Diseño (Caminos, rampas, otros)

Medición (Distancias)

Funciones

Diseño mallas tronadura

Monitoreo de Tronadura

Control de Nivel

Construcción Camino / Rampa

Mapeo de Frentes

Estabilidad de Taludes

Esquema de Diseño

Cierre mensual de movimientos

Funciones ( Continuación)

Volumétrica

Pilas de acopio

Tronadura

Reconciliación de Mineral

Planes

Rajo Actual

Reglamentario, legales

Rehabilitación

Equipos de Topografía

GPS.

Teodolitos / Niveles, Prismas, Trípodes, Pintura, Cintas, Estacas.

Equipo de Medición de Distancia Electrónica

Equipos de transporte, camionetas, motos.

..y también, tener

presente los que

prestan apoyo

directa e

indirectamente en

la gestión del

negocio minero.

Procesamiento Químicos Laboratorio

- Técnicos Lab, Planta Procesamiento

- Metalurgistas - Capataz - Operadores Loadout

-Operadores

DIRECTORIO Ventas Marketing

Finazas Legal

Planificación Mina Ingienieros Minería

Geologos Científicos Ambientalistas

Topógrafos Geotécnicosl

Ingenieros Civiles

Departamento Producción

Remoción Lastre, Productos,

Rehab, Capataz, Operadores

Servicios Administración,

Ocupacional H&S, Contabilidad, Industrial

Relaciones, Payroll, Calidad

Seguridad, Campamento

Gerentes, Campamento

Oficinas, Asuntos Públicos

Información Tecnología

Mantención Eléctrica Mecánica

Ingenieros,

Planificadores, Capataz,

Comerciantes, Asistentes Comerciantes