Fragmentacin de roca para el manejo de materiales

MI57G

Profesor Ral Castro

Semestre Primavera 2007

Contenido

Procesos de fragmentacin de rocas

Prediccin y mtodos de medicin de la fragmentacin

Fragmentacin secundaria

Tipos de reduccin secundaria

Ciclos reduccin secundaria

Parametros de diseo y operacin afectos a la fragmentacin

Tamao de puntos de extraccin y espaciamiento

Seleccin de equipos

Productividad

Colgaduras y la necesidad de fragmentacin secundaria, tronadura y sus costos asociados

Procesos de conminucin aguas abajo y costos

Definiciones

Fragmentacin In-situ esta representado por los bloques que estan presentes naturalmente en el masizo rocoso antes de la actividad minera

Fragmentacin primaria esta representado por los bloques creados a partir de la extension de fracturas in situ o creacin de nuevas fracturas debido al arranque (caving o tronadura).

Fragmentacin secundaria esta representado por los bloques creados por procesos de reduccin secundaria por minera producto de sobretamaos los que no pueden ser transportados/cargados

4.4

Fragmentacin Primaria

Objetivo:

Arranque de mineral

Carguo y transporte

Tipos de fragmentacin primaria en minera:

1. Indentacin

2. Tronadura

3. Caving

Fragmentacin por impacto

Fragmentacin por tronadura

Fragmentacin en block caving

Bloques in situ:Orientacin de fracturasTerminacin

Nuevas fracturas

Fragmentacin en block caving

Bloques in situ:Orientacin de fracturasPersistencia Terminacin

Nuevas fracturas

Tabla1: Tamao de fragmentacin de roca y sus efectos adversos (Laubscher2000)

Fragmentacion- Sub level cavingTronadura

Modelos empricos para la prediccin de fragmentacin en tronadura

0.633

0.8 0.167

50

115( )x A K Q

E

X= tamao medio o d50, cm

Q= masa de TNT (kg) equivalente de explosivo en un pozo

K = factor de carga (Q/Vo) (kg/m3)

E= potencia rompedora del explosivo (ANFO=100, TNT=115)

A = factor de dureza de la roca

7 media; 10 dura; 13 muy dura

Modelo Kuz-Ram Cunningham (1982),

Rosin-Rammler

n

x

xeR

50

693.01

R= fraccin menor a x

X= diametro del fragmento, cm

X50= tamao representa el 50%

N = exponente de Rosin Rammler

Determinacin de n

H

L

L

CCLBCLabs

BS

B

W

D

Bn

1.05.0

1.02

/1)1)(142.2(

N= Rosin Rammler exponente

B = burden , m

D= diametro del pozo, mm

W= desviacin de pozo, m

A= radio entre espaciamiento y burden

L= largo del pozo, m

H= altura de banco, m

S= espaciamiento, m

BCL= altura de carga de fondo, m

CCL= altura de carga de columna, m

Cunningham (1987)

Fragmentacin block caving

Curvas granulomtricas

Necesarias para determinar la necesidad de reduccin secundaria dada la capacidad de los equipos de carguo (sobretamao)

Curvas predictivas Se basan en la fragmentacin in situ y en los procesos de creacin de

nuevas fracturas

Mediciones de fragmentacin En la operacin su determinacin es por medio de inspeccin visual (%

sobre tamao 2m3) y anlisis de imgenes Anlisis de imgenes tiene el sesgo de ser en 2D y difcil determinacin de

finos.

Curvas predictivas

Se construyen a partir de sistemas expertos: JointStats BCF Fragman

Utilizan las estructuras obtenidos de mapeos y extrapolan a 3D usando mtodos de inferencia estadstica

Con la informacin de las estructuras calculan los bloques in situ y sus tamaos

Tienen ajustes para introducir los procesos de fragmentacin primarios y secundarios por medio de la extensin de fracturas

Mtodos de medicin de fragmentacin

Medidas fsicas y tamizaje

Estadstica de anlisis de produccin

Conteo de sobre tamaos

Mtodos visuales asignando una nota

Procesamiento digital de imgenes

Mtodos hbridos (visual & digital)

Comparasin de Lift 1 and Lift 2 sobretamaos y colgaduras en Northparkes E26 block cave, Australia (Moss 2005)

4.19

Lift 1 vs Lift 2 Hangups

118

175

234

199

130 130

9687

126

0 0 0 5 218

7 8 70

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Month of Production in Cave Ore

Ha

ng

up

s

Hangups L1

Hangups L2

Lift 1 vs Lift 2 Oversize Comparison

502457

736

593535

389

313 298

406

0 1 23

92 8648

8543 46

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Month into production of Cave Ore

Ov

ers

ize

s

Lift 1

Lift 2

Freeport Indonesias DOZ (Srikant et al 2004)

4.20

1. VERY GOOD

Drawpoint in productionGood rock flowNo oversize blocks

2. GOOD

Drawpoint in productionRock jumble at browBlocks at brow are 1 to 2 m3

3. FAIR

Drawpoint may be in productionLow hang up, rock jumble of 3 to 6 blocksBlocks may be > 2 m3

4. POOR

Drawpoint blocked or hung up, not producingOne or two large blocks causing hang-upBlocks are > 2 m3

4. POOR

Drawpoint blocked, not producingOne or two large blocks blocking drawpointsBlocks are > 2 m3

5. VERY POOR

Drawpoint not in productionSingle very large block causing hang-upNeeds high bombingBlock > 10 m3

Metodos digitales (fotografa)

Ventajas mtodo digital

Rapidez en la toma de datos

No interfiere mayormente en la produccin

Se pueden analizar varias imgenes sin mayor costo

De fcil aplicacin

Desventajas:

Errores de muestreo

Delineacin de fragmentos es en algunos casos subjetivo

Errores de escala

Errores en el procesamiento

Medicin de finos

Medidas son en dos dimensiones

4.21

Figura 2: Fotografia punto de extraccin e imagendigital

4.22

Figura 3: Analisis de imagenes

4.23

Figura 4: Esmeralda mina El Teniente, Chile

4.24

Figura 5: Automatica delineacin de Figura 4

4.25

Metodos hibridos (Mella & Zamora 2004)

4.26

A

B

C

D

Reduccin secundaria

LA REDUCCIN SECUNDARIA SE LLEVA A CABO POR LA NECESIDAD DE CUMPLIR RESTRICCIONES GRANULOMTRICAS EN EL TRASPASO Y EN EL TRANSPORTE DE MATERIALES.

UNO DE LOS PROBLEMAS CON LOS CUALES DEBEMOS ENFRENTARNOS ES LA APARICIN DE MATERIAL CON SOBRE TAMAO, EL CUAL PUEDE GENERAR OTROS PROBLEMAS TANTO EN EL TRASPASO DEL MATERIAL COMO EN LAS INSTALACIONES RELACIONADAS (BUZONES POR EJEMPLO).

Efecto de fragmentacin en el rendimiento de equipos de carguo

Fragmentacin secundaria (% > 2m3)

Tonela

das p

or

turn

o

Tipos de reduccin secundaria

PARCHE: CARGA EXPLOSIVA QUE SE APLICA EN LA SUPERFICIE DE LA COLPA Y QUE AL DETONAR PROVOCA LA FRAGMENTACIN

CACHORREO: CONSISTE EN PERFORAR LA COLPA CON UN EQUIPO MANUAL O MECANIZADO, DE MODO QUE EL EXPLOSIV0

MARTILLO ROMPEDOR, PICADOR O DEMOLEDOR: EQUIPO DISEADO PARA DEMOLICIN POR IMPACTO, PUEDE SER

NEUMTICO O HIDRULICO, MANUAL O MECANIZADO. EFICIENCIA INDEPENDENCIA ALTA INVERSIN

Cachorreo

Se perfora en el boln (25- 40 mm) dimetro.

Se requiere una cuadrilla

Factor de carga: 0,1 0,15 kg explosivo/m3

ParchesSe coloca el explosivo sobre el boln (alargados) en su parte mas delgada.

Se coloca la carga y se tapa con barro para aumentar el confinamiento

No se requiere perforacin

Factor de carga: 0,45 1,25 kg explosivo/m3

Bombas

Se usan para el destranque de puntos de extraccin por colgaduras

Las bombas se deben hacer en un area segura

Se coloca explosivo en una bolsa plstica, iniciador y cordn detonante

Es un trabajo de dos personas con experiencia en este tipo de labores debido a su peligrosidad

Colgaduras en puntos de extraccin - uso de bombas

Martillos picadores

Parrilla

Regulador de Flujo

(Cadenas)Martillo Picador o

rompedor

Subnivel de reduccin secundaria

10 a 15 m

Ciclos en reduccin secundaria por cachorreo

1. TRASLADO DE EQUIPOS Y ACCESORIOS AL PUNTO CON EL PROBLEMA (2 MIN)

2. CONEXIN DEL SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO Y AGUA (3 MIN)

3. PERFORACIN DE UNA COLPA (5 MIN)

4. DESCONEXIN DEL SISTEMA (2 MIN)

5. INTERFERENCIAS (1 MIN)

6. TRASLADO DE EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS AL PUNTO CON EL PROBLEMA (1,5 MIN)

7. CARGA Y CONEXIN (1,5 MIN)

8. RETIRO DEL LUGAR Y AVISO DE TRONADURA (3 MIN)

9. INTERFERENCIAS (1 MIN)

10. VENTILACIN (10 MIN)

TOTAL: 30 MINUTOS

Ciclos en reduccin secundaria por medio de martillos picadores mobiles

1. MANIOBRAS DE INGRESO AL PUNTO (0,5 MIN)

2. MANIOBRAS PREVIAS A LA OPERACIN (2 MIN)

3. REDUCCIN DE COLPAS (1,5 MIN)

4. MANIOBRAS FINALES Y RETIRO (1 MIN)

5. INTERFERENCIAS (0,5 MIN)

TOTAL: 6,5 MINUTOS.