1TALLER PLANEAMIENTO DE PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS Ph. D. Carlos Agreda Turriate Consultor Intercade 2 El principal objetivo de la operación minera unitaria de la voladura de rocas es obtener una buena fragmentación, para que los fragmentos de roca sean los requeridos por planta y, sobre todo, puedan pasar por las parrillas. Reiterando al departamento de voladura, se plantea los siguientes objetivos: Trabajar en equipo. P h.D. - Carlos Agreda -
[email protected] - Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.intercade.org 2 3 Incrementar la producción (Tm) requerida diaria, mensual o anual. Minimizar costos de operación. Tener el menor índice de accidentes en el trabajo de voladura. No generar gases nocivos en la voladura (MEC balanceada en oxígeno). Obtener un adecuado calor de explosión (Q3) de la MEC seleccionada. Minimizar la distancia de los bancos fracturados por la voladura. Obtener una adecuada fragmentación como resultado de la voladura de rocas. P h.D. - Carlos Agreda -
[email protected] - Consultor Intercade Perforación Carguío de MEC Conexiones 4 Proceso de la operación minera unitaria de perforación y voladura de rocas Voladura Chispeo Fragmentación de la roca P h.D. - Carlos Agreda -
[email protected] - Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.intercade.org Consultor Intercade 6 En cierta forma. si se requiere obtener buenos resultados de la perforación y voladura en términos de fragmentación. ya
[email protected]. Los efectos de la desviación de los taladros son múltiples. en el campo se usan los llamados “seguidores” que son dispositivos de madera que se colocan dentro de los taladros para observar el paralelismo de estos. P h. ya que se estaría planificando los errores que se van a cometer durante la perforación.3 5 BORE-TRACKING PLAN Introducción Obviamente que no se puede efectuar un planeamiento o plan bore-tracking.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.Carlos Agreda . la perforación de los taladros debe seguir un paralelismo perfecto.cagreda@expo. Se debe enfatizar que el control del paralelismo de los taladros en el momento de la perforación es muy importante.intercade.intercade.Carlos Agreda . de lo contrario no se obtendrá una buena fragmentación como resultado de una voladura de rocas.D.org . P h.org .org . para tratar de corregir este problema.intercade. . como bien se sabe. . org .org .Carlos Agreda .Consultor Intercade 8 P h. .intercade.intercade. .4 7 P
[email protected] Agreda .org
[email protected] Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www. Consultor Intercade 10 TALLER APLICATIVO A LAS OPERACIONES MINERAS UNITARIAS DE PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS P h.5 9 P h.intercade.org .Carlos Agreda
[email protected] Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING
[email protected] .intercade.org . . .D.intercade.D.Carlos Agreda . Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.intercade.25 300 PR =15. Rango de penetración W RPM PR = 61 − 28 Log S C x 300 φ 80 195 PR = 61 − 28 Log 60 x 11.org
[email protected] .intercade.intercade.Carlos Agreda . se tiene la siguiente información de campo: Resistencia comprensiva de la roca Sc = 60 000 psi Peso de la perforadora W = 300 000 lb Diámetro de la broca ø =11¼" RPM = 80 Se pide calcular lo siguiente: i.Consultor Intercade 12 SOLUCION i.º 1 En una operación minera trabajada por el método de open pit.D.cagreda@expo. . . El rango de penetración (PR) ii.org .6 11 CASO ESTUDIO N.D.Carlos Agreda . La discusión de los resultados P h.99 m / h Convirtiendo valores ∴ PR = 16 m / h P h. . al barreno.intercade. P h. tipo de roca (SC). .org . a la broca.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.Carlos Agreda .0 m Taco ST = 5.0 m x 6. se cuenta con la siguiente información de campo: Field data Diámetro del taladro BHφ = 9 7/8” Altura de banco BH = 13.D.0 m Densidad del mineral (OD) = 2.intercade. Discusión de los resultados Se debe evaluar de acuerdo a las condiciones operacionales de la perforadora.org . para llevar a cabo las operaciones mineras unitarias binomiales de perforación y voladura de rocas.0 m Sobreperforación S/D = 2.7 13 ii. pulldown.Carlos Agreda . etc.intercade.0 m P
[email protected] Intercade 14 CASO ESTUDIO N. se obtendrá el rango de penetración (PR) adecuado. RPM.org .9 ton/m3 Mallas para el mineral B = S B x S = 6.cagreda@expo. De acuerdo a estas variables.D.º 2 En una operación minera trabajada por el método de open pit. org . Graficar las mallas de perforación. AN/FO = ρ1 = 0.80 Fanel (3. las conexiones.intercade.org .00 Booster 1 lb/
[email protected] Intercade 16 Costos de perforación Drilling and cost = 10.50 Safety fuse (m) 1.80 P h.º 6/unit.8 15 Agente de voladura a ser usado El agente de voladura AN/FO será usado para el carguío de los taladros.85 g/cc Costos referenciales de las MEC y los accesorios de voladura a ser usados AN/FO (kg) 0.00 Blasting caps n.Carlos Agreda .D. . 3. . 2. Discutir los resultados.intercade.5 m)/unit.0 $/m Se pide lo siguiente: Calcular el costo de perforación y voladura por ton disparada ($/ton). ya que esta labor minera es seca. la secuencia de salida.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.Carlos Agreda . 0.D.org
[email protected] Detonating cord (m) 1. P h.
[email protected] V = (3.4cc P h.D.org .org .Consultor Intercade 18 ii.intercade.167.intercade. 9 ton / m 3 ) ton = 1. . . Tonnage W = (V )(ρ r ) → (1) V = (6 .9 17 ALGORITMO DE SOLUCION i.1416 ) (1m ) → (3) 2 Ejecutando las operaciones V = 53.357 ton / tal .Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.D.org . Cálculo de la densidad de carga del AN/FO W = (V )(ρ1 ) → (2 ) ( ) V = (π ) r 2 (H ) → (3) Reemplazando valores 2 9. 0 m )(13 . ∴ ton = 1. P
[email protected] Agreda .357 ton / tal .Carlos Agreda . 0 m )(6 . 0 m ) V = 468 m 3 ( )( ton = 468 m 3 2 . 85 g / cc ) LD = 45.167.intercade.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www. Cálculo del AN/FO al ser cargado por taladro Q.D.Carlos Agreda
[email protected] 19 Luego W = LD = (53.D.0m + 2.org .intercade.0m iv. .org . . Cálculo de la altura de carga LH = BH + S / D − ST → (4 ) P h.intercade.0m − 5m LH = 10m ∴ LH = 10.192 g LD ≈ 45kg ∴ LD ≈ 45kg / m iii.cagreda@expo. AN / FO = (LD )(LH ) → (5) Reemplazando valores en (5) P h.org .Carlos Agreda .Consultor Intercade 20 Reemplazando valores en (4) LH = 13.4cc )(0. 357ton ∴ LF = 0. Cálculo del costo de perforación DH = BH + S / D → (7 ) DH = 13. el costo de perforación será el siguiente: DC = (15m )(10$ / m ) =
[email protected] + 2.11 21 Q.org .33kg / ton LF = P h.org . . AN / FO = 450kg / tal.intercade.Consultor Intercade 22 vi. ∴ Q. v.intercade.Carlos Agreda .33 1. . P h.150 ∴ DC = 150$ / tal. Cálculo del factor de carga LF = QAN / FO → (6 ) tonnage Reemplazando valores en (6) 450kg = 0. AN / FO = (45kg )(10m ) = 450kg / tal.Carlos Agreda .0m = 15.D.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.0m ∴ DH = 15m Luego.org
[email protected]. Cálculo del costo de voladura US$ AN/FO 450 kg x 080 $/kg/tal 360.50 Safety fuse (m)
[email protected] .60 Total 370.10 P h. Cálculo del costo de voladura por ton volada 370.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www. 2. .00 Booster (1 lb) 2.org .Carlos Agreda .Carlos Agreda .12 23 vii.0$/unit/tal 3.111$ / ton 1.0 $/m/tal 2.111$ / ton → (α ) DC = ix.intercade.00 Detonating cord (m) 1. .00 Fanel 3.00 Blasting caps n.10$ = 2.D.0 $/unit/
[email protected] .357ton / tal ∴ DC = 0.intercade.741$ / ton → (β ) BC = P h.Cálculo del costo de perforación por ton volada 150$ / tal = 0.Consultor Intercade 24 viii.intercade.D.º 6 x 0801 $/unit/tal 1.741 1357ton ∴ BC = 2. Generalmente con rangos mayores de flujo de aire.111 $ + 2.Carlos Agreda .intercade.
[email protected].º 3 Requerimientos del volumen de aire para una eficiente perforación.org .741 = 2.13 25 x.org . un mayor rango de penetración (PR) es obtenido.852 $/ton P h.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.Consultor Intercade 26 CASO ESTUDIO N.852 ∴ D & B cost = 2. El rango del flujo de aire requerido es calculado usando lo siguiente: El diámetro del taladro(BHφ) El diámetro del barreno (DSφ) El volumen real del aire que llega a la broca P h.intercade. Costo de drilling & blasting D & B cost = α+ β =
[email protected] . lo mismo que mayor metraje perforado por broca.Carlos Agreda . .D.D. .Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING
[email protected] 27 Las curvas mostradas en la figura I han sido ploteadas para calcular rápidamente los requerimientos de flujos de aire para operaciones de perforación en general.intercade.org .Consultor Intercade 28 ( ) V D12 − D22 CFM = → (1) 183. V: velocidad de barrido requerida D1: diámetro del taladro (inches) D2: diámetro del barreno (inches) ¿Qué capacidad real de la compresora es requerida para obtener una velocidad de barrido (bailing velocity) de 4000 ft/min.intercade. Por otro lado.D. si se perfora con brocas de D1 = 12” y barrenos de D2 = 10”
[email protected] Agreda .D. respectivamente? P h.org . Entonces se debe mencionar que las curvas que se muestran en el gráfico I han sido ploteadas usando los siguientes cálculos efectuados: P h.intercade.3 Donde CFM: capacidad real de aire entregado por la compresora. .org ..Carlos Agreda . se debe tener presente que el 20% del flujo de aire es empleado para enfriar las billas de las brocas y para evacuar los detritus formados durante la perforación. intercade.org .org .D.1745 183. . trazar la recta verticalmente hasta cortar al diámetro del barreno D2 = 10” (punto b).Carlos Agreda
[email protected] Intercade 30 ALGORITMO DE SOLUCION II Usando las curvas ploteadas en el gráfico I.Carlos Agreda . Paso 1: Comenzando con el diámetro del taladro.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.15 29 ALGORITMO DE SOLUCION I D1 = 12” D2 = 10” Capacidad de compresora = ? Reemplazando valores en (1) CFM = ( ) 4000 12 2 − 10 2 = 960. . D1 = 12” (punto a).intercade.org .D. Luego trazar una recta horizontalmente hasta cortar la bailing velocity 4000 ft/minuto (punto c) y.cagreda@expo. seguidamente. trazar una recta vertical hasta cortar la capacidad de la compresora 960 CFM (punto d).intercade. P h.3 Capacidad real de la compresora ∴CFM = 960 P h. Carlos Agreda .D.org . se obtiene muy fácilmente la capacidad real del flujo de aire que debe proveer la compresora en CFM para obtener el rango de penetración (PR) planificado. P
[email protected]. también efectuar una eficiente evacuación de los detritus formados en el momento de la perforación. . .Consultor Intercade 32 P
[email protected] Agreda .intercade.org .org .Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.16 31 Como se puede observar tanto usando la ecuación (1) como gráficamente. 17 33 CASO ESTUDIO N.80 Costos de perforación Cp = $/m 12.intercade.0 m Sobre-perforación S/D = 2. ya que en esta labor minera no existe agua.intercade.º 4 En una operación minera trabajada por el método de open pit.D.intercade.Carlos Agreda .org . La densidad del AN/FO es ρ1 = 085 g/cc.0 m Taco ST = 5.Carlos Agreda .0 m x 6.9 ton/m³ Mallas de perforación y voladura B x S = 6. Costos referenciales Los costos de la referencia son los siguientes: Agente de voladura AN/FO: $/kg 0. .org .0 M Densidad del mineral OD =
[email protected] P h.org .Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.0 m P h. para llevar a cabo las operaciones unitarias de perforación y
[email protected] Intercade 34 Agente de voladura seco a ser usado El agente de voladura AN/FO será usado para el carguío de los taladros. se cuenta con la siguiente información: Diámetro del taladro BHφ = 9 7/8” Altura de banco BH = 13. . .Consultor Intercade 36 ALGORITMO DE SOLUCION El algoritmo usado para resolver este problema es el siguiente: i. Calcular el costo de perforación y voladura por ton volada.intercade.Carlos Agreda .org . .intercade.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.D.intercade.0 m Altura de banco BH = 13.Carlos Agreda .9 ton/m³ P h. P h.org . Discutir los resultados.18 35 Se pide lo siguiente: i.cagreda@expo. ii.0 m Densidad del mineral OD = 2.D. Cálculo del tonelaje Mallas de perforación y voladura B x S = 6.0 m x 6.org .cagreda@expo. Cálculo del tonelaje V = (B )(S )(H ) → (2 ) W = V (ρ ) → (1) Reemplazando valores en la ecuación (2) V = (6. Cálculo del explosivo a cargarse Sobreperforación S/D = 2.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.0m ) V = 468m 3 Reemplazando valores en la ecuación (1) ( )( W = 468m 3 2.intercade.org .Consultor Intercade 38 iii.9ton / m 3 ) W = 1367ton / tal.Carlos Agreda . . ∴ ton / tal.1416 ) (1m ) 2 V = 53.875" V = (3.19 37 ii.D.D.org . = 1367ton P h.167.0 m iv.org .
[email protected]. Cálculo de la densidad de carga del AN/FO W = V (ρ1 ) → (1) V = π R 2 H → (2) Reemplazando valores en la ecuación (2) 9.Carlos Agreda .4cm3 P h.0m )(13.0m )(
[email protected] m Taco ST = 5.
[email protected]@expo. Cálculo de la altura de carga P h.4cm3 (0.intercade.Carlos Agreda .org .Carlos Agreda .Consultor Intercade 40 v.D.85 g / cc ) W = 45.intercade.Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.org . .D.20 39 Reemplazando valores en la ecuación (1) ( ) W = 53.167. .intercade.org .192 g W = 45kg / m ∴ LD = 45kg / m P h. Consultor Intercade 42 vii. P h.33 kg / ton viii.D. Cálculo de la cantidad de AN/FO a cargarse por taladro 45kg / m(10m ) = 450kg ∴ Q AN / FO = 450kg / tal.40 $/ton. 1357ton / tal. el costo total de P&V es 0. ∴ LF = 0. Cálculo del costo de perforación y voladura AN/FO: 450 kg x 0.intercade.80 $/kg Perforación: 15 m x 12 $/m US$ 360. P h. .org .Consultor Intercade INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING www.21 41 LH = BH + S / D − ST → (3) Reemplazando valores en la ecuación (3) LH = 13.Carlos Agreda .org . Cálculo del factor de carga LF = Q MEC ton = 450kg / tal.00 Luego.0m ∴ LH = 10.0m + 2.intercade.D.org .0m
[email protected]@expo. .Carlos Agreda .0m − 5.00 180.intercade.00 Σ= 540.