SELECCIN DE EQUIPOS DE PERFORACION, EXCAVACION Y CARGUIO

SELECCIN DE EQUIPOS DE PERFORACION, EXCAVACION Y CARGUIOING. LUCIO MAMANI BARRAZASELECCIN DE EQUIPOS DE PERFORACIN

Existen diversos tipos y marcas de equipos de perforacin para diferentes condiciones de trabajo. Su seleccin se basa en criterios econmicos. De diseo mecnico, mantenimiento y servicio, capacidad operativa, adaptabilidad a los dems equipos de la mina, y de condiciones generales del lugar de trabajo (acceso, roca, topografa, fuentes de energa).Uno de los criterios ms importantes en perforacin es la velocidad de penetracin. DIMENCIONAMIENTO DE EQUIPOSPara el proceso de dimensionamiento de equipos debemos definir los siguientes puntos:Envergadura de nuestro proyecto (vida de lamina, reservas, etc.).Programa de produccin (movimiento de materiales).Parmetros de diseo (malla de perforacin, perfiles de transporte, restricciones en dimensiones generales de operacin, altura de bancos, pendientes, etc.).Tecnologa disponible (equipos y maquinarias).Factores operacionales (das de trabajo, sistemas de turnos, ndices operacionales, etc.).Factores de relacinMina-Equipos(resistencia a la rodadura, abrasividad del material, etc.).Rendimientos y costos estimados.

CONDICIONES DE PERFORACIN

Para conseguir una voladura eficiente la perforacin es tan importante como la seleccin del explosivo, por lo que este trabajo debe efectuarse con buen criterio y cuidado. La supervisin de la correcta operacin de perforacin an no es adecuadamente realizada en muchas minas, lo que permite que ocurran deficiencias en la calidad del trabajo (taladros desviados, ms espaciados, de longitud irregularCondiciones de los taladros perforadosDimetro.-Depende del tipo de aplicacin en que el taladro ser utilizado, el de menor dimetro factible ser el ms adecuado y econmico.Longitud.-Influye en la eleccin de la capacidad del equipo perforador y naturalmente en el avance del disparo (profundidad del taladro).Rectitud.-Vara con el tipo de roca, mtodo de perforacin y caractersticas del equipo perforador. En la mayora de trazos de perforacin el paralelismo entre taladros es de vital importancia.Estabilidad.-Los taladros en terrenos sueltos tienden a desmoronarse por lo que puede ser necesario revestirlos interiormente con tubos especiales para poderlos cargar (casing) o hacer otro taladro adyacente al obturado.El tipo de perforadora a utilizar en cada caso viene a grandes rasgos determinado por las tres caractersticas siguientes: Gama de dimetros de perforacin. Sistema de perforacin. Tipo de montaje y accionamiento

CRITERIOS DE SELECCIN DE LAS PERFORADORAS ROTATIVAS

En minera a cielo abierto es usual utilizar perforadoras de mayor dimetro de taladro que en minera subterrnea, en donde estamos limitados por la necesidad de no perturbar demasiado la masa rocosa circundante con altas cargas explosivas por taladro para contribuir a su mejor sostenimiento. Los equipos de carga y acarreo son de mayor dimensin que hacen posible el transporte de fragmentos de roca volada de mayor tamao que en subterrneo, fruto del disparo de taladros de dimetro grande. A la vez, se facilita el uso de explosivos a granel y el abaratamiento de los costos de fragmentacin de la roca.Los mayores dimetros de perforacin usados ponen un lmite al empleo de perforadoras a percusin y dan lugar al empleo de las perforadoras rotativas, principalmente las que usan brocas de triconos. En stas ya no hay percusin y la penetracin de la broca en la roca se produce por trituracin y no por corte; para ello se requiere de mucho mayor empuje y torque que en la perforacin por percusin. El mayor dimetro de perforacin produce adems mayor cantidad de detritos de roca y obliga al uso de mayores caudales de agente de barrido, principalmente aire.

MTODOS UTILIZADOS PARA OPTIMIZAR LA PRODUCTIVIDAD DE LA PERFORACIN ROTATIVAMecanismo de rotura de rocaAbrasin. La primera fase de la fractura es denominada abrasin. Esta fase es el resultado del contacto de la broca tricnica con la formacin rocosa, lo que ocasiona pequeas fisuras.Fatiga. En esta segunda fase se aplica peso sobre la broca combinado con una baja RPM, lo que genera una mayor penetracin del inserto dentro de la formacin rocosa, formando fisuras ms persistentes que no se llegan a conectar entre ellas, no se llegan a formar chips o detritos.

Mecanismo de rotura de rocaFracturamiento. En esta fase se profundizan las fisuras al cruzarse entre ellas aplicado sobre la broca, y este genera una efectiva penetracin del inserto logrando que las fisuras generadas se crucen entre las filas de insertos.Fracturamiento profundo. En esta fase la broca tricnica alcanza la velocidad de rotacin y presin sobre la broca ptima, y se observa fracturacin de la roca, liberndose a la vez los detritos.

Exceso de presin. Si se contina incrementando el peso sobre la broca, llegamos al punto en el cual provocaremos una sobre perforacin. Este peso adicional aplicado ocasiona que los insertos se introduzcan totalmente dentro de la roca, liberando o formando mayor cantidad de detritos los cuales no podrn ser evacuados del fondo de manera eficiente, reduciendo la velocidad de penetracin y erosionando prematuramente la superficie del cono.Proceso de cambio e implementacin de la profundidad de corte. La profundidad de corte est estrictamente relacionada con la eficiencia de la perforacin, por lo que tenemos dos mtodos para cambiar la profundidad de corte: verificar la presin y el volumen de aire, que es el recomendado para garantizar la lubricacin y enfriamiento de los rodamientos de la broca velocidad de salida del detrito ptima; y variar la presin sobre la broca

SELECCIN DE EQUIPOS DE EXCAVACION

OPERACIONES UNITARIAS CARGUO Y TRANSPORTEEl dimensionamiento de la flota considera las dos operaciones unitarias como un conjunto, debiendo recurrir al anlisis de distintas combinaciones de equipos compatibles entre s y con la operacin.Dependiendo de las caractersticas de la explotacin, muchas alternativas de equipos quedarn fuera del anlisis, lo cual representa el primer paso de nuestro dimensionamiento (definir lmites tcnicos y/ o econmicos a los equipos a evaluar). EL RENDIMIENTOEl rendimiento requerido por la explotacin es el primer dato que permitir disear la operacin unitaria y definir el rendimiento de los equipos para cumplir con el plan del perodo. Se necesita las caractersticas bsicas de la explotacin (dimensiones de diseo, perfiles de transporte, pendientes, reas disponibles, resistencia a la rodadura, limitantes de estabilidad por pesos mximos).EVALUACION DE LA FLOTA DE EQUIPOS Compatibilidad fsica entre losequipos de carguo y transportecon la explotacin, es decir que la flota de equipos sea capaz de operar en la faena en condiciones normales de operacin y seguridad (en funcin de la altura de bancos, dimensiones operacionales).Compatibilidad fsica entre elequipo de carguo y el de transporte, es decir que el equipo de carguo sea capaz de operar en conjunto con el equipo de transporte (altura de descarga del carguo v/ s altura de carga del transporte).

T=Tonelaje total a mover por perodo (toneladas).Vb=Volumen del balde del equipo de carguo (metros cbicos).FLc=Factor de llenado del equipo de carguo (%)e=Esponjamiento del material (%).FM=Factor del material que castiga el tiempo del ciclo de carguo por causa de alguna propiedad del material que haga ms difcil su manipulacin (%).TCc=Tiempo de ciclo del carguo (horas).DFc= Disponibilidad fsica del equipo de carguo (%).UTc=Factor de utilizacin del equipo de carguo (%).FOc=Factor operacional del equipo de carguo (%).HTc=Horas trabajadas por turno del carguo (horas).TDc=Turnos trabajados por da para el carguo (turnos/da).DPc=Das por perodo para el carguo (das).d=Densidad del material (toneladas / metro cbico).Cc=Capacidad del equipo de carguo (toneladas por palada).RHc=Rendimiento horario del equipo de carguo (toneladas/hora).RDc=Rendimiento diario del equipo de carguo (toneladas / da).

PARA EL CASO DEL TRANSPORTEPara el caso del transporte debemos considerar lo siguiente:El nmero de horas, turnos y das por perodo en que opera el transporteMaximizar la utilizacin de la capacidad del transporte en funcin de la capacidad del carguo o viceversa (garantizar que el nmero de paladas para llenar el equipo de transporte sea lo ms prximo a un nmero entero, de modo de maximizar el factor de llenado o aprovechamiento de la capacidad del transporte).Se tendr que optimizar el tiempo de llenado del transporte en funcin del tiempo de carguo, es decir que el nmero de paladas para llenar al equipo de transporte sea tal que no perjudique el rendimiento global de la flota.

Considerando lo anterior definiremos:T=Tonelaje total a mover por perodo (toneladas).Cc= Capacidad del equipo de carguo (toneladas / palada).Ctt= Capacidad del equipo de transporte (toneladas)FLt=Factor de llenado del equipo de transporte (%).TCc=Tiempo de ciclo del carguo (horas).TCt=Tiempo de ciclo del transporte (horas).TMt=Tiempo de maniobras del equipo de transporte (horas).TVt=Tiempo de viaje del transporte (horas).TVct=Tiempo de viaje del transporte cargado (horas).TVdt=Tiempo de viaje del transporte descargado (horas).DFt=Disponibilidad fsica del equipo de transporte (%).UTt=Factor de utilizacin del equipo de transporte (%).FOt=Factor operacional del equipo de transporte (%).HTc=Horas trabajadas por turno del carguo o transporte (horas).TDc=Turnos trabajados por da para el carguo o transporte (turnos/da).DPc=Das por perodo para el carguo y transporte (das).NP=Nmero de paladas para cargar al equipo de transporte.RHt=Rendimiento horario del equipo de transporte (toneladas/hora).RDt=Rendimiento diario del equipo de transporte (toneladas / da).

Adems tendremos que definir:RD%= Resistencia a la Rodadura del equipo de transporte (%).P% = Pendientes mximas a vencer por el equipo de transporte (%).Perfiles de transporte del perodo para el equipo cargado (en Kilmetros) como:Dcht= Distancias Horizontales (pendiente 0%).Dcst = Distancias en Subida (pendiente > 0%).Dcbt = Distancias en Bajada (pendiente < 0%).Dcct = Distancias en Curvas (con su respectiva pendiente).Perfiles de transporte del perodo para el equipo descargado (en Kilmetros) como:Ddht= Distancias Horizontales (pendiente 0%).Ddst= Distancias en Subida (pendiente > 0%).Ddbt= Distancias en Bajada (pendiente < 0%).Ddct= Distancias en Curvas (con su respectiva pendiente).

Perfiles de transporte del perodo para el equipo descargado (en Kilmetros) como:Ddht= Distancias Horizontales (pendiente 0%).Ddst= Distancias en Subida (pendiente > 0%).Ddbt= Distancias en Bajada (pendiente < 0%).Ddct= Distancias en Curvas (con su respectiva pendiente).Velocidades desarrolladas por el equipo cargado (segn catlogo, Km/hra) como:Vcht= Velocidades en distancias horizontales (pendiente 0%+RD%).Vcst = Velocidades en subida (P% + RD%).Vcbt= Velocidades en bajada (P% RD%).Vcct = Velocidades en curvas (P% +/- RD%).

Velocidades desarrolladas por el equipo descargado (segn catlogo, Km/hra) como:Vdht= Velocidades en distancias horizontales (pendiente 0%+RD%).Vdst= Velocidades en subida (P% + RD%).Vdbt= Velocidades en bajada (P% RD%).Vdct= Velocidades en curvas (P% +/- RD%).