Fragmentacin: Impacto y Modelamiento

Modelamiento de Fragmentacin: Revelancia

Uno de los elementos ms relevantes para la eficiencia de los procesos aguas abajo luego de la voladura

Principalmente asociado con la excavacin y transporte de la roca volada

Capacidad de afectar otros procesos

Chancado primario Presentacin de la roca al cargador (desplazamiento) Eficiencia de flota de movimiento de tierra (factor de llenado) Optimizacin de recuperacin del recurso (prdidas por finos,

procesos de extraccin

Modelamiento de Fragmentacin: Porqu?

Dada la importancia de la fragmentacin - por qu la importancia de modelamiento?

Camino a la optimizacin

Histrico prueba y error

Conociendo las propiedades deseadas Experimentar Evaluar Cambiar

Modelamiento

Oportunidad de acortar el ciclo Afinar las pruebas Reducir la instancia de error

Relacionar las predicciones del modelo con la mayor cantidad posible de aspectos fsicos y relevantes de la voladura y roca

Fragmentacin y Desempeo de Equipos

Diggability Hard Toe Oversize Profile

Penetration

Bucket Characteristics

Size Distribution

Fill Factor

Material

Shape

Size Distribution

Void Ratio

Payload

Loader Performance Loading Strategy Truck Presentation Truck/Shovel Match

Fleet Performance

Fragmentacin y Desempeo de Equipos

Factor de llenado =

Carga til

Capacidad nominal (eg SAE 1:2)

Volumen de material en el cucharn

Volumen nominal (lleno )

Fragmentacin y Desempeo de Equipos

Alto Coeficiente de Vaco

Coeficiente Vaco =Volumen de Vaco

Volumen Nominal del Cucharn

Bajo Coeficiente de Vaco

Distribucin de Tamaos de Fragmentacin y sus Efectos

tamao

%

pasante

X50

bajo n

50

0

100

3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

N (Coeficiente de Uniformidad)

C

a

r

g

a

d

e

l

B

a

l

d

e

(

k

g

)

X50 = 8X50 = 10x50 = 12X50 = 14X50 = 16X50 = 18X50 = 20

Distribucin de Tamaos de Fragmentacin y sus Efectos

Distribucin de Tamaos de Fragmentacin y sus Efectos

Debe incorporar y utilizar valores de propiedades geomecnicasin-situ

Las predicciones deben ser crebles: el tamao mximo luego de volar no puede ser mayor que los valores vistos en el macizorocoso previa a la voladura

Las tendencias de las predicciones deben reflejar lasexperiencias prcticas en terrenoas

El modelo debe reflejar el efecto de variabilidad en factor de carga, aspectos de secuencia de iniacin, caractersticas de losexplosivos, etc.

Debe ser fcil de utilizar

Requerimientos de un Modelo de Fragmentacin

Qu Debe Incluir?

Para predecir cmo se va a fragmentar la roca, se hace necesario describir cmo era antes de aplicar la energa explosiva

Tamao de bloques de roca, in-situ

Dureza de la roca

Densidad de la roca

Qu Debe Incluir?

Tamao mximode bloques in-

situ

Tamao promediode bloques in-situ

Ajusto fino paralograr la mejor

descripcin de curvasde tamao de

estructura in-situ

Qu Debe Incluir?

Dimensiones del patrn de barrenaciny banco (incluyendo precisin)

Caractersticas de las explosivos utilizados

Qu Debe Incluir?

Varias fuentes de investigacin sugieren una relacin de causa/efecto entre los tiempos y secuencia de iniciacin por un lado y fragmentacin conseguida por otra

Precisin Exactitud Tiempo Absoluto

Qu Debe Incluir?

Datos reportados porBergman, adems de lneas de mejorajuste, indicando lastendencias

Qu Debe Incluir?

Cunningham Interpretation

Datos de Bergmanny interpretacin aproximada en base de distintos tipos de roca

Qu Debe Incluir?

Cunningham Interpretation

Datos de Bergmanny interpretacin aproximada en base de distintos tipos de roca

Qu Debe Incluir?

0 ms/m

11 ms/m

20-40 ms/m

10 100 10001

%

P

a

s

s

i

n

g

20

80

60

100

40

0.1 1.0 ms/m

Katsibanis; Estudios de laboratorio con bloques, retardo entre cargas variando entre 0 y 45 ms/m de burden

Mostrar rangos de fragmentacin esperadasegn la voladura

Qu Debe Entregar?

Muestra grfica de lascurvas de distribucin de tamaos esperados en la pilavolada

Opcin para mostrarprediccines utilizandomodelos KuzRam

Definicin de Consulta

En la mina El Coronel se requiere estimar plantillas de barrenacin consistentes con un factor de carga de 221g/tonelada (aproximadamente)

Se estima resistencia en compresin de la roca en 50 MPa

Hemos propuesto algunas suposiciones respecto a la calidad del macizo rocoso (cuyos valores pueden ser variados segn estima conveniente los ingenieros de voladura de la mina)

Se muestran los detalles del macizo rocoso a continuacin, ocupando el software de modelamiento BlastFrag de Austin Powder International

Se propone barrenar en dos dimetros distintos, siendo ellos 6 y 9 (152mm y 229mm respectivamente)

Definicin del Macizo Rocoso

Se define la calidad del macizo rocoso en trminos de la calidad de las fracturas, rango de tamaos mximos de los bloques in-situ, dureza de la roca y su densidad. El hecho que la roca es naturalmente variable se toma en cuenta al considerar un rango de valores para cada propiedad, como se puede apreciar arriba. Las dos curvas en la grfica representa la variabilidad natural en el macizo rocoso

Definicin de Macizo Rocoso

El modelo previamente mencionado tiene la capacidad de recomendar un factor de carga terico segn la calidad de la roca

Para este macizo rocoso dicha estimacin flucta entre 143g/t y 183g/t

El factor de carga pedido por la gente de la mina El Coronel es de 221g/t

Al ser necesario este factor de carga, puede ser que la calidad del macizo rocoso estimada actualmente por Austin Powder International sea por debajo de la realidad

Se puede revisar dichas estimaciones para conformar con el factor de carga solicitada, pero inicialmente se trabaja con aquellas por si acaso que el valor de 221g/t no es optimizado

Definicin del Diseo 152mm Dimetro

Usamos varios modelos o relaciones matemticas para estimar los parmetros iniciales para plantilla y configuracin de carguo explosivo dichos modelos contenidos dentro del paquete de clculo QED Calculator

Para el macizo rocoso definido previamente se define el siguiente diseo para un dimetro de barrenacin de 6 o 152 mm

Bordo = 4.0 m Espaciamiento = 4.5 m Taco = 4.5 m Explosivo = ANFO, densidad = 0.78 g/cc Altura de banco = 12 m Sub-barrenacin = 1 m

Este diseo nos entrega un factor de carga de 214 g/t, probablemente suficientemente cercano al valor meta

A continuacin se puede apreciar el anlisis de fragmentacin resultando de la aplicacin del modelo de Austin

Si la mina El Coronel quisiera proporcionar algunos valores de costos bsicos, sera factible realizar un anlisis de costos relativos entre los diseos para 152 mm y 229 mm

Fragmentacin 152mm Dimetro

En la figura arriba las lneas azules representan el estado del macizo rocoso in-situ la dos curvas representan la variabilidad natural del macizo

La zona descrita por las curvas magentas representa la variacin en fragmentacin entregada por el diseo mostrado a la izquierda

La lnea roja es la curva de fragmentacin entregada por el modelo Kuz-Ram original

Tenemos fragmentacin descrita de la siguiente forma; P80 = 136 220mm, P50 = 67 117mm, Pmax = 288 466mm

Definicin del Diseo 229mm Dimetro

Usamos varios modelos o relaciones matemticas para estimar los parmetros iniciales para plantilla y configuracin de carguo explosivo dichos modelos contenidos dentro del paquete de clculo QED Calculator

Para el macizo rocoso definido previamente se define el siguiente diseo para un dimetro de barrenacin de 9 o 229 mm

Bordo = 5.8 m Espaciamiento = 6.6 m Taco = 6.0 m Explosivo = ANFO, densidad = 0.8 g/cc Altura de banco = 12m Sub-barrenacin = 1m

Este diseo nos entrega un factor de carga de 210 g/t, probablemente suficientemente cercano al valor meta

A continuacin se puede apreciar el anlisis de fragmentacin resultando de la aplicacin del modelo de Austin

Si la mina El Coronel quisiera proporcionar algunos valores de costos bsicos, sera factible realizar un anlisis de costos relativos entre los diseos para 152mm y 229mm

Fragmentacin 229mm Dimetro

En la figura arriba las lneas azules representan el estado del macizo rocoso in-situ la dos curvas representan la variabilidad natural del macizo

La zona descrita por las curvas magentas representa la variacin en fragmentacin entregada por el diseo mostrado a la izquierda

La lnea roja es la curva de fragmentacin entregada por el modelo Kuz-Ram original

Tenemos fragmentacin descrita de la siguiente forma; P80 = 131 213 mm, P50 = 64 113 mm, Pmax = 279 451mm

Resumen de Variacin en Diseo 152mm / 229mm Dimetro

Utilizando las guas de diseo previamente mencionadas, se pudo llegar a definir sugerencias de partida en cuanto de diseos de plantilla y largo de taco para cada uno de los dimetros de barrenacin contemplado

Los diseos estn presentados a continuacin

Las curvas de fragmentacin para cada caso sealado arriba son casi idnticos, indicando que ambos diseos debern producir resultados semejantes en un macizo rocoso de propiedades propuestas para este anlisis. Al cambiar la naturaleza del macizo, es muy posible que los resultados de los dos diseos sean diferentes entre s.

Una diferencia entre los dos diseos que vale la pena mencionar y tomar en cuenta es la probabilidad de producir rocas en vuelo y las distancias mximas para ambos casos

El diseo de 4.0m x 4.5m en 152mm tiende a producir una distancia mxima de desplazamiento de rocas de unos 70m mientras para el caso de 5.8m x 6.6m en 229mm, la distancia se incrementa a 120m, con rocas de tamaos semejantes para ambos casos

Aunque no ha sido mencionado previamente, la tendencia de producir partculas finas tambin es semejante para ambos diseos

Dimetro = 152mm (6)

Bordo = 4.0m

Espaciamiento = 4.5m

Largo de Taco = 4.5m

Factor de carga = 0.214 g/cc

Dimetro = 229mm (9)

Bordo = 5.8m

Espaciamiento = 6.6m

Largo de Taco = 6.0m

Factor de carga = 0.210 g/cc

Resumen de Variacin en Diseo 152mm / 229mm Dimetro

152mm, 4.0m x 4.5m

4.5m taco

229mm, 5.8m x 6.0m

6.0m taco

Resumen de Variacin en Diseo 229mm Dimetro

Resumen de Variacin en Diseo 152mm Dimetro

Fragmentacin modelamientoResumen La habilidad de predecir con confianza la probable distribucin de

tamao de fragmentos de roca volada permite un mayor manejo de los parmetros de la voladura con el fin de conseguir metas de fragmentacin

Es importante tener claro el estado del macizo rocoso antes de volar

Es igualmente importante tener una clara idea de las caractersticas fsicas de la pila de roca posterior a la voladura

Estas caractersticas sern fundadas por razones de eficiencia econmica relacionadas con los procesos productivos y sus costos

Calibracin o ajuste de cualquier modelo es una meta constante para toda organizacin que busca aumentar su capacidad de ejercer control positivo sobre su rendimiento de perforacin y voladura

Fragmentacin: Impacto y ModelamientoModelamiento de Fragmentacin: RevelanciaModelamiento de Fragmentacin: Por qu?Fragmentacin y Desempeo de EquiposFragmentacin y Desempeo de EquiposFragmentacin y Desempeo de EquiposDistribucin de Tamaos de Fragmentacin y sus EfectosDistribucin de Tamaos de Fragmentacin y sus EfectosDistribucin de Tamaos de Fragmentacin y sus EfectosRequerimientos de un Modelo de FragmentacinQu Debe Incluir?Qu Debe Incluir?Qu Debe Incluir?Qu Debe Incluir?Qu Debe Incluir?Qu Debe Incluir?Qu Debe Incluir?Qu Debe Incluir?Qu Debe Entregar?Definicin de ConsultaDefinicin del Macizo RocosoDefinicin de Macizo RocosoDefinicin del Diseo 152mm DimetroFragmentacin 152mm DimetroDefinicin del Diseo 229mm DimetroFragmentacin 229mm DimetroResumen de Variacin en Diseo 152mm / 229mm DimetroResumen de Variacin en Diseo 152mm / 229mm DimetroResumen de Variacin en Diseo 229mm DimetroResumen de Variacin en Diseo 152mm DimetroFragmentacin modelamientoResumen