Proyecto Mineroducto Completo

TRABAJO DE INVESTIGACION

SERVICIOS AUXILIARES

TEMAS:

MINERODUCTOS

ALUMNO:

- Taipe Obregón, Jose A.

- INDICE

INTRODUCCION 3

RESUMEN 4

1.- MINERODUCTOS

1.1.- CARACTERISTICAS 5

1.2.- VENTAJAS 6

1.3.- MINERODUCTOS EXISTENTES 8

1.4.- CONSIDERACIONES DE SELECCIÓN 10

1.5.- DISEÑO DE MINERODUCTOS 11

1.6.- COMPONENTES 12

CONCLUSIONES 14

RECOMENDACIONES 14

BIBLIOGRAFIA 15

ANEXOS 15

SERVICIOS AUXILIARESPágina 2

INTRODUCCION

La minería esta en apogeo, el valor del mineral se mantiene constante por momentos y en otras varia, pero siempre existe una ganancia considerable para el minero.

Pero existen gastos también considerables que el minero tiene que hacer para que pueda trasladar el mineral, estos gastos son innumerables, ahora trataremos tal ves un tema que no representa un gasto, ya que es importante y necesaria para toda mina, estamos hablando del transporte, principalmente de los mineroductos, que es un sistema de traslado de mineral usando en las minas, es un factor importante en toda actividad minera, desde su planeación para el lugar donde debe ubicarse, hasta el modo de funcionamiento o las medidas de prevención que se debe de tomar.

Por lo tanto, es importante el estudio de los mineroductos, no solo porque será información nueva, sino porque estaremos preparados para cualquier actividad.

El tema de transporte de mineral, así como estudiar principalmente los mineroductos, es importante y necesario, y lamentablemente es un tema muy complejo, pero tiene un principio que si nosotros lo aprendemos, será muy fácil entender su funcionamiento.

Existen empresas que se encargan específicamente de hacer un mineroducto, o de la plantación de este en una determinada mina, ya que es un tema muy complejo, existe un estaf de ingenieros, técnicos y obreros que trabajan conjuntamente para la realización de un mineroducto, ingenieros de minas, geólogos, mecánicos, electricistas, etc. Pero es un trabajo en conjunto.


RESUMEN

En toda mina en el Perú existe al menos un medio de transporte, que conecte la planta con la mina, haciendo así un trabajo de traslado de material. Su principal funcionamiento es como traslado de mineral, ahí radica su vital importancia. Pero existe también otros tipos de traslado de mineral, como cable carril y otros, que no serán tratados en el siguiente trabajo, ya que específicamente se hablara de los minero ductos, porque es necesario para todo ingeniero de minas conocer su funcionamiento, partes, tipos, características, etc.

Como mencionamos anteriormente, hay otros tipos de medio de tr5ansporte, actualmente se está utilizando los mineroductos, porque es un medio de transporte continuo, que tiene poca perdidas de mineral y poca utilización de energía, de ahí radica su importancia. Actualmente es utilizada en muchas minas peruanas, la mas común a estudiar es el mineroducto de la mina Antamina.

El tema de mineroductos, es un tema muy amplio, en el presente trabajo trataremos las características principales, los componentes, los dispositivos de seguridad, el modo de funcionamiento, y principalmente trataremos de los cálculos que tenemos que saber para poder calcular, valga la redundancia, el grosor, las medidas y el tamaño de los tubos, etc.


I.- MINERODUCTOS

1.1.- CARACTERISTICAS

A) El transporte continuo de materiales sólidos de diferentes pesos específicos (carbón 1.40, fierro 4.90, cobre 4.30, calizas 2.70, etc.) de tamaños menores de 0.1 a 6 mm por medio de líquidos en forma de pulpa a través de una tubería (mineroducto) y con la ayuda de bombas o de la gravedad, es una tecnología probada que cuenta con más de 100 años de experiencia, en el mundo.

B) El transporte por tubería es el sistema más económico para poder mover grandes cantidades de mineral y a grandes distancias.

C) A raiz de la crisis energética a comienzos de los años 70, este sistema de transporte empezó a tener gran interés, sobre todo en Norteamérica.

Las condiciones para implantar este tipo de transporte hidráulico son:

1.- Un mínimo tonelaje-kilómetro, especialmente cuando se trata del movimiento de millones de toneladas anuales de concentrado.

2.- Disponibilidad de agua industrial y utilización final, considerando que contendrá partículas ultrafinas, sustancias disueltas, etc.

3.- Larga vida del proyecto, lo que requerirá contratos de venta a largo plazo.

4.- Inexistencia de otros sistemas de transporte competitivos (ferrocarril, fajas transportadoras, cable carril, camiones, barcos, etc.), teniendo en cuenta el cuidado del medio ambiente.

5.- Los derechos de vía por donde se instalan la tubería, ya que significa negociaciones de terrenos particulares y del estado para obtener los permisos


necesarios para instalarlos en toda la longitud prevista, considerando la construcción de estaciones con diferentes fines en diferentes puntos del mineroducto.

6.- Inalterabilidad de la sustancia sólida a transportar, al estar en suspensión hidráulica.

7.- Preparación mecánica necesaria del material para su transporte.

8.- Aplicación de nuevos materiales en las bombas y tuberías a fin de disminuir el desgaste interior y permitir grandes presiones (1000 a más lb/pulg2).

9.- Proceso completo de deshidratación de los sólidos, sea por decantación, centrifugación, filtración o secado térmico.

10.- Ser capaz de garantizar la continuidad de las operaciones en condiciones climáticas que pueden ser muy adversas durante el invierno, atravesando zonas de nevadas, avalanchas de material que pueden restringir el transporte. etc.11.- Debido al alto riesgo de actividad sísmica y presiones del sistema, la tubería debe estar equipada con equipos de monitoreo de presión, válvulas automáticas de alta presión de mando remoto, sistema de alivio de sobrepresiones y pozas de emergencia para probables derrames de concentrado, así como contar con planes de respuesta para emergencias.

Estos mineroductos tienen sus antecesores en muchas partes del mundo (oleoductos, aciductos, etc.).

1.2.- VENTAJAS

Un impacto ambiental mucho menor, a estar enterrados en su mayor longitud. Alta disponibilidad y automatización. Poca sensibilidad ante los agentes atmosféricos (heladas, vientos, calor, etc.). Menor distancia de transporte al admitir fuertes pendientes. Gran reducción de costos en función al tonelaje a transportar y tiempo de vida.

Para condiciones de alta presión, mayores de 10 kg/cm2 suelen utilizarse tuberías de acero con revestimiento (plásticos o polímeros tales como PVC, polietileno, polipropileno, cemento, gomas o caucho, etc.).


1.3.- MINERODUCTOS EXISTENTES

Mineroductos previstos en U. S. A. (Carbón)

LUGAR LONGITUD (km) CAPACIDAD (Mt/año)ICES 1750 25Texas Eastern 2000 22ETSI 2200 25Continental 2400 15-45Pacific Bula 1050 10San Marco 1450 15

Mineroductos en Europa en fase de estudio

LUGAR MATERIAL LONGITUD(km)

CAPACIDAD (mt/año)

Rybrink-Ostrawa Linz Carbón 400 5Rótterdam-Ruhr Hierro 210 36Ruhr-Salzgitter Carbón 220 3-4Maasvlakte-Dordrecht Carbón 60 2

1.4.- CONSIDERACIONES DE SELECCIÓN


Previo al establecimiento de cualquier criterio de selección, es necesario efectuar ensayos de laboratorio y de planta piloto a fin de posibilitar su utilización.

1.5.- DISEÑO DE MINERODUCTOSEl análisis de un proyecto deberá comenzar por la determinación de los siguientes grupos de características:

a.- Características físicas del material sólido

Se tomará en cuenta el peso específico, resistencia al desgaste, triturabilidad, forma y tamaño de las partículas, características de los finos en suspensión, estabilidad química, etc.

b.- Características físicas y químicas del líquido

Se tomará en cuenta el peso específico, viscosidad, corrosividad, estabilidad química, etc.

c.- Características físicas del compuesto o mezcla

Viscosidad, estabilidad química, efecto de la temperatura y presión sobre la viscosidad, velocidad de sedimentación, velocidades críticas y límites, efecto de la agitación, etc.

d.- Datos de diseño

Distancias entre estaciones, desniveles, perfil topográfico, diámetros a utilizar en la tubería, producción, caudales, pérdida de carga por rozamientos, potencia requerida de las bombas, presión máxima en las bombas y en la tubería, tipos de bombas, protecciones, equipos e instalaciones en las estaciones de carga y descarga, etc.


El criterio de selección más importante es el análisis económico comparativo de este sistema frente a otras alternativas

También influye la flexibilidad geográfica, la seguridad y protección del medio ambiente, las limitaciones técnicas (velocidades, suministro de agua, separación final sólido-líquido, uso final del agua, etc.).

1.6.- COMPONENTES

Los componentes son muy comunes en casi todas las mayorías de las minas o mineroductos, por eso hemos tratado de especificar el mineroducto de Antamina, los cuales tiene los siguientes componentes:

1.6.1.- ESTACIÓN DE BOMBAS

Cuenta con 5 tanques de almacenamiento de 18 metros de diámetro por 18 metros de altura; dos destinados para zinc y tres para cobre.

La función de estas bombas es extraer el concentrado de los tanques de almacenamiento y mantener una presión constante de 420 KPa a la línea de succión de las bombas principales.

Se tienen cuatro bombas principales marca WIRTH de 7.5 * 14 del tipo pistón para el bombeo del concentrado a través del mineroducto; normalmente debe trabajar tres de las cuatro bombas mientras la otra queda en reserva.


1.6.2.- Mineroducto

Se inicia en la estación de bombas en la mina y concluye en el terminal en Huarmey.

Es una tubería de acero de alta resistencia (acero al carbono) de 12 mm de espesor unida por electrosoldadura. Tiene una longitud de 302 km.

Los diámetros son: De Estación de Bombas No. 1 (PS1) a Estación de Válvulas Disipadoras (VS1) de 10 pulgadas; de VS1 a Estación de Válvulas No. 4 (VS4) de 8 pulgadas; de VS4 a Estación de Monitoreo de Presión No. 4 (PMS4) de 9 pulgadas y de PMS4 a Estación Terminal Disipadora No. 1 (TS1) de 10 pulgadas, con la finalidad de controlar el régimen de flujo por gravedad.

Interiormente cuenta con una cubierta de poliuretano (polietileno de alta densidad HDPE) de 12 mm de espesor que lo protege contra la abrasión y corrosión.


En términos generales, las velocidades en la tubería oscilan entre 1.5 a 2.0 m/s; se ha instalado HDPE más grueso en áreas que puedan estar expuestas a condiciones donde el fluido alcanza altas velocidades que provoquen mayor desgaste (7.0 m/s).

Exteriormente cuenta con otra cubierta de polietileno de 1 mm que evita la corrosión, al encontrarse enterrado.

Puede soportar una presión de hasta 1500 psi en Estación de Válvulas

1.6.3.- Estaciones de monitoreo de presión

Su misión es proporcionar los datos de presión en estos puntos, mediante un transmisor instalado que envía los datos de presión al de control en la mina y en el puerto.

Sirven también para controlar la operación, monitoreando las condiciones intermedias del mineroducto . Adicionalmente proporcionan

datos para el sistema de detección de fugas en el mineroducto. Se cuentan con PMS1 a PMS4.

1.6.4.- Estaciones de válvulas disipadoras (VS)/Anillos o discos de seguridad

Compuesta por equipos como Paneles de control, válvulas, anillos disipadores, disco de ruptura y poza de contención.

Si simplemente se pararan las bombas, el mineroducto se comportaría como un sistema hidrostático y la presión en el punto más bajo estaría dada por la altura de la columna de líquido, esto es 4660 metros y no existe tubería capaz de soportar dicha presión (ver Fig. No. 6, Sistema Hidrostático del Mineroducto). Es por eso que se instalan estas estaciones de válvulas intermedias para reducir la presión hidrostática del sistema durante las paradas (por mantenimiento y/o operación si es que no tiene concentrado para transportar), cerrando válvulas y separando la altura del fluido; dividen la cabeza estática durante las paradas del mineroducto y durante la operación, de tal manera que no tenga exceso de presión (VS1 a VS4). Adicionalmente se instala una estación de válvulas en el terminal para evitar que el último tramo de la tubería se descargue.


En algunas de las estaciones de válvulas se instalan ANILLOS DISIPADORES DE PRESIONES O CHOKES (VS2 y VS3) o anillos o discos de seguridad, con la finalidad de reducir aun más la presión del sistema. Estos anillos actúan como llaves, que regulan la presión del concentrado por el mineroducto.

En caso de incrementarse la presión en el mineroducto se abre el disco de ruptura, dejando salir agua o concentrado a la poza de contención o tanque de almacenamiento cuya capacidad es de 1800 m3 (ver Fig. No. 7), la que está completamente impermeabilizada; el contenido en la tubería desde la estación anterior es de 600 m3 de agua/concentrado; estos

tanques no tienen ningún tipo de desfogue o drenaje al exterior. Las aguas/concentrado que puedan almacenarse en los tanques, son cargados a camiones cisternas mediante bombas succionadoras y trasladados a los respectivos tanques de almacenamiento.

Otra de las funciones de los disipadores de presión son el poder controlar la velocidad de la pulpa en la tubería y mantener la tubería llena durante el transporte para evitar su deterioro prematuro por erosión o cavitación.

1.6.5.- Estación de Protección Catódica

Es un sistema instalado que sirve para prevenir la corrosión externa del mineroducto y se encuentra bajo tierra.

1.6.6.- Estación terminal

Se proyecta que el mineroducto transporte por lo menos cuatro productos distintos durante su operación (Concentrado de cobre de bajo bismuto, de alto bismuto, de cobre bornita y de zinc), de los cuales en la actualidad se producen tres de ellos.

En esta estación, además de las válvulas y los disipadores, se cuenta con un distribuidor de concentrado para el cobre al zinc.

La separación de productos empieza en los tanques de almacenamiento (tres para cobre y uno para zinc). Cada uno de estos tanques tiene dimensiones 15 m de diámetro y 15 m de altura.


En términos generales, se debe bombear agua en un mínimo de una hora entre tandas de diferentes concentrados para facilitar la separación de productos en el terminal.

1.6.7.- Monitoreo Operacional del Mineroducto

El sistema de control del monitoreo posee además, un sistema de alarmas que le permite al operador tener conocimiento de las variables más relevantes de la operación referentes al flujo por la cañería.

El programa recibe información “en línea” directamente del Sistema de Control y Adquisición de Datos (SCADA) y se procesa para comparar su comportamiento con las estimaciones teóricas.

El sistema de monitoreo permite estimar el comportamiento de la línea de gradiente hidráulica, indicando zonas que pueden presentar flujo en acueducto (snack flow) o zonas donde la presión admisible de la tubería puede presentar sobrepresiones.

1.6.8.- Postes de información

Están ubicados a lo largo del mineroducto a una distancia de 300 metros entre poste y poste. Indica el punto de ubicación del trayecto del mineroducto, el teléfono a llamar en caso de emergencia, la distancia hacia la caja de fibra óptica, brida, cruce de camino e indicación del poste de medición catódica.


CONCLUSIONES

1.- Se concluye que los mineroductos se pueden adecuar para terreno donde se va a realizar el trabajo, de ahí su gran importancia.

2.- Se concluye también que los mineroductos pueden fallar, por muchos factores, dependerá de su correcto mantenimiento.

3.- Se concluye también que las mineroductos son una de las medios de transporte menos utilizadas en la industria minera, aunque su eficiencia es mayor que la mayoría de medios, debido al desconocimiento de estas, y la inversión que se necesita.

4.- Se concluye también que para un buen mineroducto necesita de materiales especiales, así como tubos de pvc que cuenten con una membrana, esto ya fue mencionado antes, no solo materiales, sino también un staf de profesionales que controlen el funcionamiento de los mineroductos


RECOMENDACIONES

1.- Se recomienda al lector la revisión de los libros presentes en la bibliografía, ya que ahí se encuentra una información más amplia y variada, no solo de los temas de esta investigación, sino también de diversos temas.

2.- La información extraída para este trabajo de investigación siguió un orden lógico, por lo cual es adecuado que la revisión del trabajo sea total, mas no fraccionada.

3.-Se le pide al lector la compresión por la calidad de algunas imágenes mostradas en el trabajo, ya que su obtención fue dificultosa.

BIBLIOGRAFIA

- ING. MALLQUI TAPIA, Aníbal ( MAQUINARIA MINERA)

- GUZMAN IBAÑEZ, Cesar (SERVICIOS EN MINERIA)

- Sociedad de Mineria Española (OPEN PIT - 1998)

ANEXOS


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