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Criterios de seleccin de

perforadoras en MineraSubterranea

MSc. Carlos Retegui Ordoez

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ndiceNumero

diapositiva

1. Introduccin 3

2. Tiempo de ciclo 65

3. Mtodos de perforacin 72

4. Sistemas de montaje 985. Velocidad de penetracin 116

6. Caractersticas generales y de diseo 129

7. Operaciones bsicas y prctica operativa 156

8. Criterios tcnico econmicos de seleccin 163

9. Mantenimiento de equipos 18910. Seguridad y prevencin de accidentes 194

11. Impacto de la seleccin de la perf. en costos totales 205

12. Optimizacin operativa 211

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1. Introduccin

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Objetivo

Al final del presente curso- taller, los participantes tendrn

las mejores herramientas tcnicas, conceptuales y dediseo para poder decidir sobre el mtodo y equipo deperforacin que incremente la productividad de lasoperaciones en mina.

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La perforacin de roca es un procedimiento fundamentalpara arrancar el material en la minera subterrnea.

La perforacin tiene una gama de aplicaciones extensay variable, por eso hoy se tiene distintos equiposdiseados para tratar con distintas maneras de perforarroca.

La perforacin de rocas en minera subterrnea seefecta principalmente para:

Labores de Preparacin y desarrollo

Labores de produccin

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1. Tipos de Unidades

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Perforacin horizontal o inclinada Perforacin vertical hacia arriba Perforacin vertical hacia abajo

Perforadoras ligeras

Perforacin de frontones y tneles

Sistemas de perforacin de piques y chimeneas (Raise Boring,Blind hole, Alimak)Perforadoras de avance o desarrollo

Perforacin de tajos horizontales Perforadoras de tajos verticales Perforadoras radiales

Perforadoras taladros largos (DTH)

Perforadoras de produccin

Empernadoras Perforadoras continuas de tneles Perforadoras diamantinas

Perforadoras para trabajos especficos

Clasificacin de equipos

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JACK HAMMER

JACK LEG

STOPER

Tipos de perforadoras livianas

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Jack Hammer

Utilizada para la perforacin vertical o inclinada haciaabajo.

Avance mediante el peso propio de la perforadora.

CONSUMO DE AIRE: 50100 l/s

DIAMETRO PERFORACION: 2245 mm

LONGITUDES: 400640 mm

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Caractersticas principales

Peso: 17kg a 23 kg

Frecuencia: 2040 a 2100 golpes por minuto

Rotacin: 130 a 170 rpm

VENTAJAS:

Para rocas duras no muy permeables

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Desventajas

Alto nivel sonoro

Desvi de la perforacin por la flexibilidad delvarillaje

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Jackleg

Perforadora con pata de avance que puede ser usadapara realizar taladros horizontales e inclinados, se usamayormente para la construccin de galeras,subniveles, rampas

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Especificaciones

Longitud de la perforadora 686.00 mmPeso de la perforadora 33.00 kg

Carrera del pistn 73.25 mmCarrera til del pistn 66.70 mmFrecuencia de impacto 2250.00 golpes/minPeso de la Pata 15.00 kg

Carrera de la pata de avance 270.00 mm interior del cilindro de avance 67.00 mmConsumo de aire (620 kPa/90 psi) 4.90 m3

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Fcil de usar til para perforacin de tiros cortos Rpida mantencin Bajo precioAdaptable a cualquier tipo de roca Se adopta a cualquier tipo de terreno

Ventajas:

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Peligro al no controlar bien la vlvula de circuito de aire No recomendable para tiros largos perforacin ruidosa, contacto directo con el polvo y agua Limitante con la altura de la seccin

Desventajas:

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Stopper

Perforadora que se emplea para la construccin dechimeneas y tajeo en labores de explotacin(perforacin vertical hacia arriba).

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Especificaciones

Dimetro del cilindro 79.40 mm

Carrera del pistn 73.25 mmCarrera til del pistn 66.70 mm

Frecuencia de impacto 2250.00 gol/min

Longitud de la perforadora 1549.00 mm

Peso incluyendo la pata de avance 40.80 kgDimetro interior del cilindro avance 69.80 mm

Consumo de aire (620 kPa/90 psi) 4.90 m3

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JUMBO

RAISE BORING

ALIMAK

BLIND HOLE

Tipos de perforadora avance y desarrollo

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JUMBOS

Son vehculos donde se colocan 1 o mas perforadorashidrulicas que pueden ser operadas por una solapersona en la cabina o a control remoto.

Estos estn diseados para perforar horizontalmentetanto en frontones como en tajeo.

El accionamiento de las bombas hidrulicas de las

perforadoras puede ser mediante energa elctrica ogenerada por un motor diesel.

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Pueden estar montados sobre rieles o sobre ruedas.

La seccin de trabajo va desde los 6 a 210 metros

cuadrados dependiendo de la cantidad de perforadorasinstaladas sobre la unidad mvl.

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Capacidad de excavacin con mltiplesperforadoras

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Perforacin

mecanizada paraminera subterrnea

FRONTEO

TALADROSLARGOS

EMPERNADORES

BAJO PERFIL

TUNELERIA

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RAISE BORING

Es un procedimiento constructivo para la ejecucinmecanizada de piques o chimeneas entre dos nivelesdentro de una mina o en un proyecto de ingeniera civil.

El procedimiento, desarrollado en la dcada de los 50 enEstados Unidos, consiste bsicamente en perforar unbarreno piloto y luego ensanchar la perforacin haciaarriba mediante una cabeza escariadora.

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Se perfora con dimetros habituales entre 2 y 3 m, aunas profundidades de 100 a 200 m, aunque se hanllegado a 6 m de dimetro y ms de 1000 m deprofundidad.

Caractersticas deoperacin

Rendimientos

Dimetro piloto desde 121/4 a 15.

Dimetro chimenea desde1.5 a 6.0 m.

Empuje escariado 1920 kN.

Nominal 1220 m/da.

Operacional 4 -6 m/turno(depende de la roca)

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Entre las ventajas de este sistema

oAlta seguridad y buenas condiciones de trabajo

o Productividad mayor que con con explosivos (porejemplo, mtodo VCR o Alimak),

o El perfil liso de las paredes, la sobre excavacin

inexistente

o Posibilidad de realizar excavaciones inclinadas.

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En cuanto a los inconvenientes,

o Inversin elevada

o El costo de excavacin unitario es alto

o Poca flexibilidad en dimensiones y cambios dedireccin.

o Dificultades en rocas en malas condiciones y lanecesidad de personal especializado.

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Video RB

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Sistema ALIMAK

Se emplea, desde 1957, en la perforacin de chimeneasdonde no es posible el acceso superior necesitando unnivel de trabajo en el subsuelo.

Es un mtodo flexible y econmico. Consta de lossiguientes elementos:

jaula,

plataforma de trabajo,

motores de accionamiento, carril gua y elementos auxiliares.

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La elevacin de la plataforma se realiza a travs, de un carril guacurvado empleando motores de aire comprimido, elctricos o diesel.

La fijacin del carril a la roca se lleva a cabo con pernos de anclaje,

y tanto las tuberas de aire como de agua necesarias para laperforacin, ventilacin y el riego se sitan en el lado interno delcarril gua para su proteccin.

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Las fases en la construccin de la chimenea son lassiguientes:

o perforacin y carga de los barrenos (operacin realizada

con perforadora neumtica)

o descenso de la plataforma y voladura (cada vez que hayuna voladura, hay que retirar la plataforma)

o ventilacin y riego

o elevacin de la plataforma y desatar el techo

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BLIND HOLE

Este mtodo consiste en el uso de mquinaselectrohidrulicas para la excavacin de chimeneasmineras en forma ascendente.

Lo que se hace para la realizacin de las chimeneas esperforar el tiro gua y se realiza el ensanchamiento de lachimenea al dimetro que se necesite.

El material excavado cae por gravedad al nivel de lamquina y ser guiado por un colector para prevenirriesgos.

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El empuje se obtiene de los sistemas hidrulicos debombas de alta presin y la rotacin de un motorelctrico de unos 250 HP que va con la transmisininmediatamente bajo el escariador.

Para alcanzar la altura de excavacin se adicionan en elcuerpo de la mquina, a nivel de piso barras especiales,estabilizadas, que permiten ir avanzando en altura con

el desarrollo de la chimenea.

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El equipo perforador de la maquina contienetres elementos principales:

Set de barras:

Est compuesto por tubos de perforacin y estabilizadores, ambosconstruidos con acero fundido. Las barras poseen centros huecos quepermiten que un fluido (por lo general agua), sea encaminado desde lamaquina a la broca piloto para remover la roca triturada durante la

operacin.El estabilizador tiene como funcin disminuir al mnimo la desviacindel orificio piloto y as mantener el dimetro total del orificio piloto.

Cortador de rocas:

Est compuesto por las unidades de brocas tricnicas. que tienen lafuncin de cortar la roca mediante compresin la cual es ejercidadesde el set de barras.

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El tricono gua.

Est compuesto por un conjunto de tres brocas pequeas queestn unidos en una misma barra cuya funcin es realizar elorificio piloto de la perforacin

Tricono gua

Cortador de Rocas

Set de barras

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La excavacin de chimeneas con equipos Blind Hole serealiza siguiendo rigurosos procedimientos de trabajo y

como la operacin de los equipos se realiza a distancia,desde un panel de control, lo transforma en un mtodoaltamente seguro, ya que el personal siempre estarfuera de la lnea de excavacin.

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Con este mtodo se perfora chimeneas desde 0,5 mhasta 1.5 m.

Caractersticas deoperacin

Rendimientos

Dimetro pilotodesde 9 a 97/8 .Dimetrochimena desde0.6 a 1,5 m.Empuje escariado1285 kN.

Nominal 7 m/da.

Operacional 0,49m/hora(9 m/da).

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Perforadoras Horizontales

Perforadoras Radiales

Perforadoras Taladros Largos.

Tipos de perforadora produccion

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Perforadoras Horizontales

En produccin los jumbos permiten la mecanizacin delas operaciones de perforacin y tienen la capacidad deposesionar perforadoras de avance para perforarbarrenos segn las rdenes del operario

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Perforadoras radiales

Jumbo Radial

o Pueden tener Perforadoras Neumticas o Hidrulicas tipomartillo en la cabeza (OTH) o perforadoras tipo Down the

Hole (DTH)

o Estn montadas sobre vehculos o son estacionarios,tienen carruseles que permiten el cambio de barrenos.

o Rendimiento en condiciones optimas es de 6000 a 8000mts. mensuales barrenados.

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o Utilizado principalmente en minera subterrnea pararealizar taladros largos en forma radial, generalmente desde

una galera o labor inferior

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Perforadoras de taladros largos

Este tipo de perforadoras se usan para realizar taladrosverticales hacia abajo y pueden ser del Martillo en lacabeza OTH o DTH.

La perforadora DTH permite la perforacin de barrenosmucho ms largos que las perforadoras con martillo encabeza.

Existen perforadoras nematicas tipo track drill ehidrulicas tipo rock drill

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Perforadoras con Martillo en Cabeza (OTH)

Perforadora DTH.

Tipos de perforador taladros largos

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Perforadoras OTH

Estn montados sobre vehculos de orugas

Pueden tener martillos neumticos o hidrulicos

Perforan dimetros entre 64-102 mm.

Contienen carruseles para barrenos y logran perforar

hasta 50 m

Mxima inclinacin de trabajo: 30

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Perforadoras DTH

Se usan en minera subterrnea en el rea deproduccin.

Dimetro de perforacin entre 50 y 210 mm.

Montado sobre orugas , tienen una velocidad de traslado

entre 1 y 3.8 km/hr Capacidad de trabajar en zonas irregulares y vencer

pendientes.

Barrido del barreno (agua o aire).

Poseen martillo en fondo . Este mtodo de perforacinest indicado para rocas duras y dimetros superiores alos 150 mm.

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Wagon drill

Diseada para perforar con martillo defondo de 2,3y 4,en diametro de 2 (70 mm) hasta 5(127 mm).

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Perforadoras para trabajos especficos

Son perforadoras altamente especializadas que sirven para pararealizar tareas especificas en construccin.

Veremos 3 tipos:

Empernadoras (bulonadoras), que son aquellas que sirven parasostenimiento mediante pernos de anclaje

Tuneleras continuas, son maquinas de construccin continua detneles

Perforadoras de exploracin

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Longitudes de buln de 1,5 a 1,8 metros yalturas de techo de hasta 2,5 metros.

SISTEMA DE PERFORACIONLub. air consumo. (at 3 bar): 6 l/s

Water consumption : 1.25 l/sWeight: 75 kg

Empernadoras

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Longitudes de buln de 1,5 a 3,5 metros yalturas de techo de hasta 9,5 metros.

SISTEMA DE PERFORACION Lub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s

Water consumption: 1.25 l/s Weight: 75 kg

Minera contin a constr ccin de tneles

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Minera continua construccin de tnelessin perforacin y tronadura (TBM)

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TUNEL BORING MACHINE (TBM)

Areas mximas : 70-300 m2 aprox.

Profundidad:mayores a 25 km

Dimetro: 1 - 19.5 mts

trabajo en menor tiempo y de mayor calidad a fin de cuentassale mas barato que hacerlo por perforacin y voladura

Producen una pared de los tneles Lisa

-

P f d d l i

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En la perforacin de sondaje se puede definir dos

grandes rubros:

a) Diamantina, en la que al producirse laperforacin lo que se extrae es un testigo de roca.

b) Circulacin Reversa, donde se destruyeabsolutamente la roca y se saca un detrito.

Ocasionalmente se combinan ambos mtodos enyacimientos que tienen una sobrecarga estril donde no

es necesario muestrear la primera parte del pozo, portanto se recurre primero a la perforacin con circulacinreversa, que es ms rpida y econmica, paraposteriormente continuar con la diamantina.

Perforadoras de exploracin

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Diamantina Circulacin reversaSegunda etapa Primera etapa

Recupera un trozo de roca(testigo)

Recupera detritos

Costo de 2 a 3 vecessuperior

Se utiliza tanto ensuperficie como en interiormina

Rendimiento 3 veces mayor(Rpida y econmica)

Ha sido principalmente desuperficie, por los malosresultados desde el puntode vista de la calidad de lainformacin de la muestracuando se ha utilizado enminas subterrneas

CARACTERSTICAS DE TIPOS DESONDAJES

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La abertura en el extremo de la broca diamantada permite cortar untestigo slido de roca que se desplaza hacia arriba en la tuberade perforacin y se recupera luego en la superficie.

Estndares bsicos de barras de perforacin

7/8 pulgadas (EX) (Dimetro)

13/16 pulgada (AX)1 5/8pulgadas (BX)21/8 pulgadas (NX).La mayora de barras de perforacin son de10pies de largo (3,048 m).

Despus de los primeros 10 pies de perforacin,se atornilla una nueva seccin de tubo en elextremo superior y as sucesivamente.

Cabezal de perforacin de diamantina

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SONDAJE CON DIAMANTINA

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Perforadoras diamantinas

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Especificaciones tcnicas

Capacidad deprofundidad

960 m

Tamao barra deperforacin

A-N

Par mx. 700 Nm

Velocidad mx. 1800 rpm

Altura 1470 mm

Longitud 4150 mm

Peso 1500 kg

Longitud de avance 850 m

Anchura 950 cm

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DIAMEC U8sonda subterrnea mspotente

avance con un cilindrohidrulico telescpico permiteuna perforacin fiable desondeos rectos

Perforadoras de superficie con diamantina

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Perforadoras de superficie con diamantina

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La roca molida (cuttings) se recoge continuamente a medida que

avanza la perforacin y constituyen la muestra del subsuelo.

Estndares bsicos de barras deperforacin

Dimetro:6" (15,2 cm)8" (20,3 cm)

20 pies de largo (6,096 m).

Cada barra es muy pesada y requiere eluso de una gra o winche para levantarla

y colocarla sobre el agujero de perforacin

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SONDAJE CON AIRE REVERSO

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Schramm T685WS Taladro Montado en Camin

GRAN RESISTENCIA

MONTADO SOBRE CAMIN

MOTOR EN CUBIERTA DE760 HP (567 KW)

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Drilltech D40K

EQUIPADAS CONMOTORES DIESEL DE600 HP

PROFUNDIDADESDE 600 MTS

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65

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2. Tiempo de ciclo

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En perforacin subterrnea se puede distinguir dos tiposde tiempos o ciclos:

1. Ciclo especifico de perforacin: este es el tiempo

que se demora la perforadora en realizar los taladrosen el frente y se puede definir como:

Ce = T posic io nar +T penetrar + T camb io de barras+ T penetrar

Este tiempo de ciclo se usa en produccin cuando la perforacines independiente a las otras labores unitarias.

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Ciclo especifico Perforacin

Posicionar

Penetrar

Cambiar barra

Penetar

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Video

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2. Tiempo de ciclo en labores con un frente: En este tipode labor la perforacin debe esperar que todas lasoperaciones unitarias siguientes sean realizadas paravolver a perforar.

Las labores de este tipo son: Tneles

Galeras

Rampas

Cruceros

Sub niveles

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Ciclo de perforacin en frentes

Perforacin Carga de taladros

Voladura

Ventilacin

Acarreo y transportedesatado de roca

sostenimiento

Marcar puntos

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video

72

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3. Mtodos de perforacin

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La perforacin en roca esta referida a realizar un hoyo otaladro con el fin de arrancar material para construir(tneles, cmaras, pozos, etc.) o extraer materiales yminerales econmicos (minera)

Existen muchos mtodos de perforacin que se handesarrollado a lo largo de la historia, en el cuadrosiguiente se ven los mtodos usados actualmente

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Mtodos de perforacin

Mtodos convencionales

Rotativos

Escareo (perforacin continua)

Triconos

Brocas de corte

sondajes

Rotacin Percusin

Martillo en la cabeza (OTH)

Martillo en el fondo (DTH)

Mtodos no convencionales

Mtodos trmicos

Jet Pearcing

Perforacin laser

Perforacin con microondas

Mtodos Qumicos

Mtodos de perforacin en minera

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Mtodos de perforacin en minerasubterrnea

Perforacin Subterrnea

ENERGIA MECANICA

Rotativos

Escareo (perforacincontinua)

Raise BORING

BIND HOLE

TBM

Triconos

Taladros largos

Rotacin Percusin

Martillo en la cabeza (OTH)

Perf. Neumticas

Perf. Hdraulicas

Martillo en el fondo (DTH)

Perforadoras hidrulicas

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Mtodo rotacin percusin

La perforacin de rotacin y percusin se basa enprincipio de golpear (percutir) un cincel (broca),empujando y girando (rotar), para que se produzca larotura de la roca en pequeos fragmentos (detritus) que

se van limpiando y se forma el hoyo.

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En la actualidad este trabajo se hace con maquinas queaceleran el proceso de penetracin en la roca.

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La transmisin de la energa cintica (Ec) enperforadoras OTH se hace en forma de onda de choqueatraves del varillaje , cuando la onda de choque llega ala broca se convierte en trabajo que penetra la roca.

En el caso de perforadoras DTH la transmisin de laEnerga cintica es directa, con lo cual se logra mayorpenetracin en rocas duras.

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Esta energa cintica de una perforadora RP se puedecalcular con la siguiente frmula:

Ec= m* Ap * IpDonde;

m Presin de fluido dentro del cilindro (30% a 40%

menor que la presin de trabajo nominal o delcompresor)

Ap rea de la cara del pistn

lp Carrera del pistn

ng frecuencia de impactos

La potencia CINETICA del martillo o perforadora es

Pc = Ec * ng

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La rotacin, que se produce despus de cada golpe opercusin, tiene la finalidad de girar la broca con elpropsito de que esta acte en distintos puntos en elfondo del barreno.

La velocidad de rotacin esta en funcin al tipo de roca yal tipo de broca que se utiliza.

Ejemplo (brocas de 51mm a 89mm)

o

cuando la brocas son de tipo pastilla los rpm estnentre 80- 150 y se produce un giro de 10- 20

o Cuando son brocas de botones los rpm estn entre40-60 y se produce un giro de 5- 7

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El empuje es necesario para que la broca siempre esteen contacto con la superficie de perforacin, la falta oexceso de empuje produce los siguiente efectos.

MayorconsumoBarrenos.Calentamientode barreno.

Mayor Gasto debrocasVibracinDesviacin detaladros

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El barrido o soplado de barrenos se hace con el fin deevacuar los detritus y mantener siempre libre el fondo detaladro. Este se puede hacer con aire o agua

Si el barrido es incorrecto :

Mayor consumo de energa Atascos de la barra Desgaste prematuro varillaje

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Para hallar el caudal de barrido se usa las siguientesformulas:

= .

+ .

=

. Donde:

va = veloc idad ascenc ional (m/s)

Q = caudal (m3/m in)

D = dimetro b ro ca (m )

d = dimetro barr eno (m)

dr = densid ad de la roca (gr/cm3)

dp= diametro d e detr ito (mm )

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Velocidades de barrido con aire

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Caso Practico 1

Calcular la Energa cintica (Ec) y Potencia (Pc) de unperforadora hidrulica de que tiene las siguientescaractersticas:

Presin de trabajo (m) = 200 bar

Carrera del pistn (Ip) = 80 mmDimetro del pistn (p) = 60 mm

Frecuencia de impacto(Ng)= 80 Hz

Solucion:

Ec=

m* Ap * Ip

Para solucionar este problema debemos convertir m de bar a Kg-f/m, esto porque lp yp los expresamos en m.

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Ap = 2 = 3.1416 (0

2)= 2827 mm

1 bar = 10 197.16 kg-f/m entonces 200 bares = 2 039 432.5 kg-f/m

Remplazamos en Ec.

Ec = (2 039432.5 kg-f/m * 0.65) * 0.002827 m * 0.80 m= 2298.50 kgf- m

Hallamos la energa o potencia de impacto (Pi) en KW Si, 1 kgf-m = 0.009806 KW

Ec = Pi = 29,43 KW.

Potencia cintica

Pc = Ec*ng = 2298.5 *80 = 183 880 kgf-m

Si 1 kgf-m = 0.00000272 KW/hr.

Pc= 0.50 KW/hr.

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Mtodo rotativo de perforacin Este mtodo utiliza solo la rotacin para romper la roca,

para logar esto se necesita que el empuje sea muyconsiderable.

El empuje mnimo (lb.) esta en funcin a la resistencia a

la compresin de la roca (RC en Mpa.) y al dimetro dela broca (D en pulg.)

Em = 28,5 * RC* D

Este gran empuje se puede obtener del peso de laperforadora o un sistema hidrulico capaz de presionarla broca lo suficiente para que escarie la roca.

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La perforacin se realiza con brocas diseadas paracada aplicacin. En minera se usa los triconos, que sonun sistema de tres brocas cnicas que actan (rotan)independientemente generando mejor penetracin en laroca.

Brocas paraperforacin

rotativa

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La velocidad de rotacin est en funcin a la dureza dela roca y el tipo de triconos (Dientes de acero o insertosde carburo)

C ti 2

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Caso practico 2

Se quiere determinar el empuje mnimo necesario paraperforar una roca de 210 Mpa de resistencia a lacompresin con una perforadora rotativa con broca de 4pulgadas.

solucin:Em = 28,5 * RC* D

Em = 28,5 * 200* 4

Em = 22, 800 Lb.

Si t t ti f i

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Sistemas constructivos con perforacin

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S l i d l t d d f i

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Seleccin del mtodo de perforacin

El criterio mas usado para definir el mtodo deperforacin se basa en:

La Resistencia a la compresin de las rocas

Dimetro del taladro

S l i d l t d d f i

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Seleccin del mtodo de perforacin

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Sin embargo la seleccin tambin debe considerar lasvariables:

Mtodos de explotacin

Capacidad de mecanizacin de las operaciones.

Tcnicas de perforacin y voladura

Costos

Capacidad de automatizacin

Mantenimiento, etc.

Mtodo de explotacin vs. mtodo de

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pperforacin

98

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4. Sistemas de montaje

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Los sistemas de montaje de perforadoras en minerasubterrnea estn directamente relacionados con losusos y necesidades de perforacin.

Se utilizan vehculos de ruedas, de orugas y sobrereles. Tambin plataformas, skis y otros montajesespeciales.

Se puede clasificar el montaje de la siguiente manera:

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Sistema de Montaje dePerforadoras

Mviles

Sobre Ruedas

Neumticos

Rieles

Sobre Orugas

Fijos

Sobre Plataformas

Montajes Especiales

Sistema de montaje mvil : Jumbo

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Sistema de montaje mvil : Jumbo

Chasis

corredera

Perforadora

Brazo de perforacinSistemahidrulico

Unidad de potencia

Tren de potencia

Carrete

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Partes principales del chasis

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Partes principales tren de potencia

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104/216

Unidad de potencia

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105/216

Brazo de perforacin

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Correderas o deslizadoras

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107/216

Carrete

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108/216

Sistema hidrulico

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109/216

Sistema elctrico

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Circuitos de agua y aire

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Deslizadera y

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Deslizadera yperforadora

Carrete del

cable

cabina

armario

Motor

canasto

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Sistemas mviles: track drill y rock drill

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Sistemas mviles: track drill y rock drill

Pluma o castillo

Perforadora

neumtica brazo

orugas

Sistema hidrulico

Motor neumtico

Carrusel de barrasDeslizadora

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Sistemas fijos

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115/216

Sistemas fijos

116

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5. Velocidad de penetracin

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La velocidad de penetracin en roca depende demuchos factores externos como:

Caractersticas de perforacin

Mecanizacin de laperforacin

Potencia de laperforadora

Longitud y Dimetro deltaladro

Habilidad delperforista

Propiedades fsicas de lasrocas

Distribucin de tensiones

Estructura internade la roca.

Caractersticas geolgicas

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Estos factores hacen que el calculo de la velocidad deperforacin sea complicado.

Todos los fabricantes de perforadora elaboran bacos

para poder tener una aproximacin a la velocidad depenetracin con ciertos supuestos geolgicos.

Tambin se han planteado formulas empricas, estas

generalmente se usan para el diseo y requerimiento deperforadoras.

Velocidad de perforacin para perforadorasR t i P i

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Rotacin Percusin

Propiedades geolgicas

Propiedades de la perforadora

30 KW

40 KW

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La formula emprica para hallar la velocidad depenetracin en perforadoras RP es:

VP = (

.)

Donde :

Pi potencia impacto en KW

D dimetro de taladro en mm

Caso Practico 3

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Calcular la velocidad de penetracin en roca dura ysuave de un martillo hidrulico que tiene las siguientescaractersticas:

Presin de trabajo alcanzada (m) = 180 bar para roca suave

Presin de trabajo alcanzada (m) = 150 bar para roca duraCarrera del pistn (Ip) = 450 mm

Dimetro del pistn (p) = 60 mm

Frecuencia de impacto(Ng) = 102 Hz

Dimetros de la broca = 45 mm a 64 mm

Solucion:Ec= m* Ap * Ip

Determinamos Ap = 3.1416 (30/2) = 706.86 mm

Roca suave

Convertimos presin a kg f/m= 180 bar * 10 197 16 = 1 835 489 2 kg f/m

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Convertimos presin a kg-f/m = 180 bar 10 197.16 = 1 835 489.2 kg-f/mAp = = 2= 2827 mm = 0.002827 m

Remplazamos en Ec.Ec = (1 835 489.2 kg-f/m * 0.65) * 0.002827m * 0.450 m = 1518 kg-f.mConvertimos esta energa a Kw si, 1 Kkgf-m = 0.009806 Kw

Ec = Pi = 15 KW.

Roca Dura

Convertimos presin a kg-f/m= 150 bar * 10 197.16 = 1 529 574 kg-f/mAp = = 2= 2827 mm = 0.002827 m

Remplazamos en Ec.Ec = (1 529 574 kg-f/m * 0.65) * 0.002827m * 0.450 m = 1264 kg-f .m

Convertimos esta energa a Kw si, 1 Kkgf-m = 0.009806 Kw

Ec = Pi = 13 KW

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Remplazamos los valores en la formula y construimos la grfica para cadadimetro de broca:

VP = (

.)

Roca suave Roca Dura

m/min m/min

45 2.25 1.95

48 2.06 1.78

51 1.89 1.64

54 1.75 1.51

57 1.62 1.40

60 1.51 1.31

63 1.41 1.22

66 1.32 1.14

Velocidad perforacindimetro

de la broca

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

2.40

45 48 51 54 57 60 63 66

veloc

idadperforacinenm/min.

diametro en mm

Velocidad de penetracin en perforadorasrotativas con triconos

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rotativas con triconos

La formula emprica para hallar la velocidad deperforacin con perforadoras rotativas es

VP =(.

.)

Donde:

E = Empuje en kg

N = la velocidad de rotacin en rpm

RC= resistencia a la compresin de la roca en Mpa

D dimetro de la broca en mm

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El empuje E se calcula en base a:

=( )

Donde

Em = 28,5*RC* D

EMax = 2 *Em

E en lb. D en pulg. y RC en Mpa.

Una regla practica cuando las perforadoras utilizan su peso bruto (PB) para

aplicar el empuje ( o pull down):

E = 0 65 PB

Caso practico 4

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p

Determinar la velocidad de penetracin de unaperforadora rotativa que usa una broca tricnica de 100mm para las siguientes rocas:

Tipo de roca Resistencia a lacompresin (Mpa) Velocidad derotacin (RPM)

Suave 140 100

Media 180 60

Dura 210 40

Solucin

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DATOS

diametro 100 mm

diametro 3.94 pulgadas

tipo de roca Mpa RPM

suave 140 100

medio 180 60

dura 210 40

determinamos E

tipo de roca Em Emax. E (lb.) E (kg.)

suave 15709 31417 23563 10688

medio 20197 40394 30295 13742

dura 23563 47126 35344 16032

Determinamos Velocidad de Perforacin

suave 55.2 m/hr.

medio 25.8 m/hr.

dura 14.7 m/hr.

Sin embargo esta VP es cuando no existe tiempos

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muertos y la disponibilidad de la perforadora es 100%,en la realidad esto no es as, entonces si la

disponibilidad es 80% tenemos la velocidad media deperforacin:

= .

Determinamos Velocidad de Perforacin y la velocidad mediaVP VM

suave 55.2 m/hr. 27.13 m/hr

medio 25.8 m/hr. 16.53 m/hr dura 14.7 m/hr. 11.49 m/hr

129

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6. Caractersticas generales y de diseo

Perforadoras Ligeras

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Son aquellas maquinas que tienen un peso tal, que puede seroperadas por una sola persona, generalmente usan airecomprimido para funcionar, es decir son neumticas.

Son de fcil operacin y mantenimiento, permiten perforar en zonas

estrechas o de difcil acceso.

Debido a su bajo requerimiento de energa permiten una buenarelacin de costo por metro perforado.

Partes principales de una perforadoraNeumtica

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Neumtica

Porta barreno

grapa

Vlvula reguladora paso de airemango

Barreno integral

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132/216Perforadoras de avance o desarrollo

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La necesidad operativa de incrementar las secciones, velocidad deproduccin e incremento de dimetros llevaron a que se mecanicela perforacin, es decir, a que se introduzcan perforadorasmontadas sobre vehculos o sistemas de perforacin.

Los sistemas constructivos de perforacin involucran perforadorasdiseadas para construir labores verticales como piques ychimeneas, y tiene un alto grado de mecanizacin.

Perforadoras hidrulicas

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La diferencia principal con las neumticas es que usan una seriede bombas para introducir un caudal de aceite lograr el movimientodel pistn y la rotacin del varillaje, esto permite mayor potencia detrabajo.

Existen muchos modelos y estn fabricadas de acuerdo al uso, laspartes principales se ven en la siguiente diapositiva

Partes principales de perforadora hidrulica

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Pistnbocina

Vlvula de fluidos

Sistema detransmisin

potencia

Sellos

Culata

Motorhidrulico

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La perforacin hidrulica supone un avance tecnolgico conrespecto a la neumtica porque:

o Se logra mayor presin con menor perdida depotencia en el trabajo, con esto se reduce el

consumo de energa a 1/3 en comparacin de lossistemas neumticos.

o Menor costo de accesorios de perforacin (aceros),debido a que se usan pistones mas largos y de

menor seccin, se estima que la vida til de losaceros se puede elevar hasta en 20%

o Se incrementa la velocidad de penetracin entre 50%

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o Se incrementa la velocidad de penetracin entre 50%a 100% con respecto a las perforadoras neumticas

o Mejores condiciones ambientales y de seguridad, segenera menor ruido debido a que no existe escapede aire.

o Mayor versatilidad en la perforacin debido a que sepuede regular la presin y velocidad de la maquina.

o Mayor facilidad de mecanizacin de las operaciones

de perforacin (cambio automtico de varillaje,perforacin con mltiples martillo y un solo operador,operaciones remotas, etc.)


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Especificaciones

Presin de Trabajo 75 a 250 bares

Frecuencia de impacto 2000 a 6000 golpes/min

Potencia de impacto 6 a 80 KW

Frecuencia 60 a 180 Hz.

Varillaje de para perforadoras hidrulicas

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139/216Jumbos para trabajos especficos

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Jumbos de avance y tajeo horizontal:

Estas maquinas se usan en:

o Desarrollo de galeras, cruceros, rampas.

o Tajos donde se perfora horizontalmente

Se deben disear las labores de acuerdo a lasdimensiones y rea de cobertura de la mquina

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altura

Longitud del Jumbo

Largo del brazo

Longitud delbarreno

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Jumbos para tneles:

Son mquinas de mayores dimensiones que estn equipadascon varias perforadoras hidrulicas, adems suelen serarticuladas, con los que se logra mayor movilidad dentro deltnel

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Jumbos de bajo perfil

Estas maquinas son de menor altura que los convencionalesy se usan en labores donde no se pueden excavar seccionesmayores a 20 m2

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Perforadoras de Produccin

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La perforacin de produccin esta ligada al mtodo deexplotacin del yacimiento. Los equipos y el grado demecanizacin de estos estn en funcin directa al diseogeomtrico de las labores de extraccin de los minerales.

En los yacimientos estrechos (vetas), se usan perforadorasmanuales, en los tajos donde el banqueo se haceperforando horizontalmente se usan Jumbos, en otrosmtodos donde las dimensiones del yacimiento lo permitense usan perforadoras radiales, rock drill o perforadoras tipoDTH.

Jumbos radiales

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Son perforadoras que pueden realizar taladros largosdesde un galera en forma radial o paralela, algunascaractersticas bsicas

Para galeras pequeas a medianas dimetros de perforacin en el

rango de 48 a 127 mm. Carruseles con capacidad de 17+1 barraspara perforacin mecanizada de hasta 32 m.

Para galeras medianas a grandes en el rango de dimetros deperforacin de 89 a 165 mm, adaptado para equipar martillos en fondo

y carrusel con capacidad de 35+1 barras para perforacin mecanizadade hasta 63 m.

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150

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Perforadoras para taladros largos

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Son perforadoras montadas sobre orugas generalmentetipo rock drill (con martillos hidrulicos) o track drill(martillos neumticos).

Estas estn diseadas para perforar horizontal o conuna leve inclinacin (menor a 30) en bancos haciaabajo.

Se usan en produccin y pueden tener sistema DTH oOTH

Sistema de perforacin

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Partes de Rock drill

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7. Factores operacionales y prctica

operativa

Factores operacionales

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La perforacin es una de las actividades mas delicadasdel proceso minero porque con esta se inicia laexplotacin del yacimiento.

La perforacin es un proceso costoso y de altaprecisin, de los resultados de esta dependern lassiguientes etapas de minado.

Los factores operativos necesarios para que estaactividad se realice de la mejor forma son:

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Factores Operativos

Planeamiento y gestin

Buenos programas deperforacin : detalle,

asignacin y supervisin.

Capacidad tcnica para elcontrol del diseo y planes

control del consumo deinsumos y estandarizacin

de parmetros.

Maquina

Buena relacin de Potenciay Diseo con el trabajo

asignado

Disponibilidad mecnica alta

Bajo consumo de energa

Factor humano

Habilidades para operar lamquina

Disposicin y disciplina pararespetar los procedimientos.

Capacidad tcnica paraentender y solucionar losparmetros (diseos de

malla, dimetros,paralelismo, etc.)

Practicas operativas

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La perforacin en minera subterrnea debe basarse enun procedimiento escrito que pueda estandarizar lasactividades unitarias con el objeto de lograr mayoreficiencia y seguridad.

Este procedimiento es particular en cada operacin ypara cada tipo de perforadora, si embargo podemosesquematizarlo de la siguiente manera:

Fase: planeamiento

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Establecer Secuencia de perforacin por zonas con base al plan de Minado.

1 Calcular el numero de taladros necesarios paracumplir el plan de desarrollo y produccin.

2 Asignar las perforadoras en cada frente de trabajo.

3 Optimizar el uso de maquinas. evitar maquinasstand by.

Diseo de malla de perforacin de con base a estndares establecidos.

1 Establecer plantillas de malla de acuerdo a la zonade trabajo, calidad de la roca, estabilidad del frente,mtodo de explotacin, etc.

2 estandarizar el uso de aceros de perforacin(brocas, barrenos, etc.).

Ubicacin de los taladros programados en elterreno.

1 Marcar con topografa las mallas establecidas,generando un reporte digital de los puntos a perforar.

2 generar y proveer planos, diagramas y toda lainformacin necesaria a la supervisin

Fase: Operacin

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Antes de la Perforacin

1 Reunin de seguridad y explicacin del trabajo.

2 Elaboracin de ATS (anlisis de trabajo seguro)

3 Ejecutar el check list de la mquina y herramientas

.

Durante la operacin.

1 Respetar los diseos de perforacin

2 Controlar y documentar todos los eventos durantela perforacin. ( # de taladros, orden de perforacin,tiempo efectivo, demoras operativas y no operativas,etc.)

Despues de la perforacin

1 medicin de los taladros y reporte final de lostaladros perforados.

2 reporte de tiempos y consumos (combustible,energa, aceros, etc.)

3 reporte de eventos y llenado de los reportes decambio de guardia.

Fase: gestin

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Elaboracin de estadisticas

1 Estadsticas de consumo: de combustible o energa,aceros de perforacin, consumibles, etc..

2 Estadsticas de operacin : velocidad de perforacinen cada tipo de roca, tiempos, etc.

3 Demoras operativas y no operativas.

.

Anlisis de parmetros

1 Establecer ratios de consumos porzona/maquina/insumo

2 Establecer los ciclos de perforacin por zona / tipode trabajo/ maquina

3 Establecer la eficiencia operativas por cadamaquina/zona

retroalimentacin

1 Elaboracin de planes.

2 identificacin de oportunidades de mejora

3 Elaboracin y control de presupuestos (costosasignados).

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8. Criterios tcnico-econmicos de

seleccin

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Existe un gran desarrollo tecnolgico en perforacinsubterrnea, esto ha hecho que cada vez existanmquinas mas especializadas.

La seleccin de las perforadoras debe ser cuidadosaporque cualquier falla ver reflejada en la eficienciaoperativa y por tanto en el costo.

Normalmente en una mina existen diferentes trabajos dedesarrollo y produccin, entonces existen diferentestipos de perforadora operando.

Tipos de perforadoras en operacin

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Criterio seleccin de perforadorassubterrneas

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Aspectos tcnicos

Mtodo (s) de minado

seguridad

Produccin requerida

Caractersticas geomtricas y dimensiones delabores de desarrollo / produccin

Compatibilidad con otros equipos y maquinas.

infraestructura auxiliar (electricidad, ventilacin,talleres, etc.)

Aspectos econmicos

Financieros

Precio, costo beneficio, valor de rescate

Financiamiento: Tasa de inters, vida tileconmica

Costo de mantenimiento y reparacin

Costo de aceros y accesorios.

Criterio tcnico

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Mtodo Shirinkage

Produccin Preparacin/desarrollo horizontal Preparacin/desarrollo vertical

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Mtodo sub level stoping

ProduccinPreparacin/desarrollo horizontal

Preparacin/desarrollo vertical

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Mtodo cmaras y pilares



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Block caving



Criterio econmico

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Se evala bsicamente el costo de operacin de lamquina.

En este costo se debe considerar

Costos fijos: Intereses del capital invertido, depreciacin,impuestos y seguros.

Costos variables : combustible, lubricantes, aceros de

perforacin y mano de obra directa.

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Algunas definiciones importantes

Inversin (V): se refiere al valor de la maquina, este puede serCIF/FOB o puede incluir aranceles e impuestos.

Valor rescate (vr): es el monto econmico que se piensarecuperar al final de la vida til de maquina, generalmente seexpresa en un % del valor inicial

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Vida til (N) : es el periodo durante la maquina trabaja con unrendimiento econmicamente justificable

Inversin media anual (VIMA) :es el valor que se consideracomo invertido al principio de cada ao de la vida de la maquina.

VIM =((N+1)/2N) x V

V= valor de la maquina o inversin

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Depreciacin (D) : es el costo que resulta de la disminucin enel valor de la maquina como consecuencia de su uso

D = (V-vr)/veve= vida econmica en horas.

Inters de capital invertido (I) : cualquier empresa para comprarmaquinaria adquiere fondos de bancos o mercado de capitales,pagando una tasa de inters la misma que debe ser calculadaen el costo operativo.

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MO mantenimiento y reparacin: son los costos que se originanen la conservacin de la maquinas. (mantenimiento preventivo).

Es difcil establecer un promedio de costo debido a las

diferentes condiciones de trabajo, por eso se estimar en base aun %MR (tablas), V y vr.

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Perforadora de ORUGAS 0.70%

cargadores Sobre Llantas ( de 1 a 3,5 yd3) 0.60%

Cargadores Sobre Llantas ( de 4 a 8 yd3) 0.60%

Retroexcavadora de Oruga 0.60%

Tractores de Oruga (250 HP) 0.60%

Motoniveladoras 0.60%

Rodillo 0.55%

MR= %MR * (V/ve)

Gastos de Mantenimiento y Reaparacion (MR)

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Consumo de Combustibles y Lubricantes: El consumo decombustible es dado por el fabricante, hay que corregir poraltura (perdida de potencia de motor por altura geogrfica).

Los consumos de lubricantes y dems consumibles tambin sondados por los fabricantes. Para el calculo previo se harelacionado este al consumo de combustible.

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Mano de Obra directa : se considera al personal que estadirectamente involucrado en la operacin de la maquina(perforista). El costo generalmente es proporcionado por RRHH.

Aceros de perforacin : de debe determinar la vida til de cada

uno de ellos, inicialmente se determina en base a tablas delfabricante, sin embargo se debe llevar una estadstica delconsumo en campo para tener mejor datos.

Caso prctico 5

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El plan minero de mina Rocasa sido diseado para el mtodo cortey relleno con 14 metros de altura rebaje en los niveles superiores yde 17 a 20 metros de altura rebaje en los niveles inferiores.

La altura rebaje inferior incluye mayores costos por tonelada de

mineral, pero tiene menores costos teniendo en cuenta el refuerzode rocas. El minado apunta que empezar desde el nivel msprofundo para minimizar las prdidas de mineral en pilar horizontal.

Calcular el costo horario de las perforadoras necesarias para la

explotacin con los siguientes datos:

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Precio Maquinas Jumbo 2 brazos 600,000

Perf. taladros largos 800,000.

Valor rescate Jumbo 10%

Perf. Taladros largos 12% Vida til en horas

Jumbo 60,000

Perf. Taladros largos 80,000

Tasa de inters Jumbo 12%

Perf. Taladros largos 8%

Solucin

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Corte y relleno

Produccin Preparacin/desarrollo

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Determinamos la inversin promedio anual, con los datosproporcionados para el Jumbo de 2 brazos:

A.- DATOS

Potencia de Motor

600,000 US$Valor residual - termino de vida util (10%) 60,000 US$

540,000 US$60,000 Vida Util Hrs (ve)

8.33 Aos (N)

2.0 Guardias/da

10.00 Hrs efect./Gdia.

Horas de operacin por ao 7,200.00 Horas

US$

N+1 x V2 N

Tasa Interes efectiva anual (TEA) 12.00%Condiciones de Operacin PROMEDIO

Maquina JUMBO 2brazos

Inversin Anual Promedio = 336,000.00

VALOR DE LA MAQUINA (V)

Precio Base de Depreciacin

Tiempo de Depreciacin

Invers in A nual Promedio =

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Calculamos el costo de propiedad horario de la perforadora Jumbo:

Calculo del costo de Operacin, debemos saber que:

La mquina consume 10 gph de diesel

El precio del diesel 3.75 $/galon.

El consumo de grasa y lubricantes representa 68% delprecio del combustible

Los gastos de mantenimiento MR = 0.70

B.- COSTO DE POSESIN o PROPIEDAD

US $/ Hr.

9.00

(N+1/2N) x V x i x N 5.60

Vida Util HrsCosto de Posesin por Hora 14.60

Precio Base Depreciacion

Tiempo Depreciacion (hrs)Depreciacin por Hora = =

Costo Financiero = =

=

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Calculamos el costo de propiedad horario de la perforadora Jumbo:







US $/ Hr.

9.00

(N+1/2N) x V x i x N 5.60





=

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Calculamos la mano de obra directa, los costos de aceros deperforacin y el costo total horario del Jumbo

C.- COSTOS DE OPERACI N US $/ Hr.

Consumo Diesel 10.00 Gln/hr 3.75 US$ / Galn 37.50Consumo de aceite, grasas, filtros, etc. (% consumo combustible segun dato) 25.31

Mantenimiento y Reparacion MR=%MR*(V/ve) 7.00

Costo de Operacin por Hora 69.81

F MANO DE OBRA DIRECTA Personas 1.00 $ hr/mes

2500.00 240.00 10.42G Accesorios Vida Util Precio

Hrs. Efect. USD $

Aceros de perforacion 200.00 2000 10.00

10.00

H COSTO TOTAL HORARIO 104.83

basico + bonificaciones

US $/ Hr.

Costo Accesorios

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Solucin para la Perforadora de taladros largos: Determinamos la inversin promedio anual, con los datosproporcionados :

A.- DATOS

Potencia de Motor

800,000 US$Valor residual - termino de vida util (10%) 80,000 US$

720,000 US$80,000 Vida Util Hrs (ve)

11.11 Aos (N)

2.0 Guardias/da

10.00 Hrs efect./Gdia.

Horas de operacin por ao 7,200.00 Horas

US$

N+1 x V2 N

Tasa Interes efectiva anual (TEA) 8.00%Condiciones de Operacin PROMEDIO

Maquina DTH

Inversin Anual Promedio = 436,000.00

VALOR DE LA MAQUINA (V)

Precio Base de Depreciacin

Tiempo de Depreciacin

Invers in A nual Promedio =

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Calculamos el costo de propiedad horario de la perforadora DTH:







US $/ Hr.

9.00

(N+1/2N) x V x i x N 4.84





=

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Calculamos la mano de obra directa, los costos de aceros deperforacin y el costo total horario de la perforadora DTH

C.- COSTOS DE OPERACI N US $/ Hr.

Consumo Diesel 12.00 Gln/hr 3.75 US$ / Galn 45.00Consumo de aceite, grasas, filtros, etc. (% consumo combustible segun dato) 27.90

Mantenimiento y Reparacion MR=%MR*(V/ve) 7.50

Costo de Opera cin por Hora 80.40

F MANO DE OBRA DIRECTA Personas 1.00 $ hr/mes

2500.00 240.00 10.42G Accesorios Vida Util Precio

Hrs. Efect. USD $

Aceros de perforacion 200.00 3000 15.00

15.00

H COSTO TOTAL HORARIO 119.66

basico + bonificaciones

US $/ Hr.

Costo Accesorios

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9. Mantenimiento de equipos

El t i i t li d d l

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El mantenimiento se realiza de acuerdo a las

especificaciones de fabricante y generalmente estareferido a lubricacin y cambio de piezas que sedesgastan por el uso.

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Las partes que tienen un mantenimiento preventivoespecificado son:

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o Sistema Hidrulico : para percusin,rotacin, avance y posicionamientodel boom.

o Sistema de Agua : Para el barrido de labroca y enfriamiento del aceite hidrulico.

o Sistema de Aire : Paralubricacin y presurizacin delcabezal (front head) de laperforadora.

o Sistema Elctrico : Parala operacin y control delos motores elctricos

Mantenimiento diario

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1. Engrasar todos los puntos indicados

2. Tenga cuidado de la lubricacin del brazo hidrulico y de la viga deavance.

3. Revisar el ajuste de los pernos.

4. Revisar el nivel de aceite; agregar aceite cuando sea necesario.

5. Revisar el ajuste de los terminales.

6. Revisar los apoyos centralizadores.7. Observar si existen fugas de agua y aceite.

8. Observar la condicin de los filtros de retorno.

9. Cuando cambie mangueras recuerde taparlas para mantenerlaslimpias, adems no olvide de taponear las conexiones de la

perforadora cuando la remueva para reparacin.10.Mantenga la limpieza tambin cuando reemplace el acumulador.

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10. Seguridad y prevencin de accidentes

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La seguridad en el trabajo es el tema mas importante enla minera subterrnea.

Existe legislacin y reglamentos para regular y prevenir

accidentes, estos varan en cada pas, si embargo todosbuscan eliminar los accidentes.

La gestin de la seguridad es integral, para esto se han

diseado sistemas, que a travs de la capacitacin,procedimientos, anlisis situacionales, etc. permiten quese cumpla los objetivos planteados.

El sistema se basa bsicamente en:

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Sistema Gestin

Identificacin de peligros evaluacin ycontrol riesgos

IPERC

Procedimiento Escrito de Trabajo Seguro

PETS

Anlisis de trabajo seguro

ATS

IPERC Se debe construir una matriz de peligros, riesgos y los

t l t l l id t d

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controles para controlar los accidentes en cada proceso.

PETS

Siempre se debe escribir el procedimiento del trabajo a

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realizar, este debe ser conocido por todos lostrabajadores involucrados.

Procedimiento trabajo seguro en perforacin

ConducirAntes de arrancarVerificar

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Use todo el EPP Requerido

Cuando arranque realice la prueba deverificacin de los frenos de servicioinmediatamente.

No esta permitido llevar pasajeros.

Si es elctrico Asegrese que el cable estapropiadamente fijado, y que el tapn y elenchufe este limpio para evitar el dao a ellos .

Observe la longitud del cable.

Verifique la tensin y la longitud del cable almanejar hacia la ubicacin de trabajo

Conducir

Todos los procedimientos de mantenimiento se hanejecutado.

La transmisin esta en neutral.

La vlvula selectora de control del brazo hidrulicoen la posicin

adecuada.

Revisar la altura adecuada el techo de seguridad.

Mover el brazo a la posicin de manejo, rotar la vigade avance sobre el brazo y baje el extremo posteriorcontra el brazo.

Mover el extensor, viga de avance y la perforadora ala posicin posterior.

Antes de operar verificar que el freno de parqueoest funcionando perfectamente.

Antes de arrancar

Abrir la vlvula del fondo para eliminar el agua quepuede haber aumentado en el lubricador y el tanqueprincipal.

Revisar los niveles de aceite del tanque hidrulico yLubricador central y agregue cuando sea necesario.

Revisar el nivel de agua en el purificador de agua (siposee uno) y agregar cuando sea necesario

Verificar

arrancar la perforadoraAntes de perforar

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Arrancar la bomba de agua y el compresor.

Revisar que los controles de operacin y el panel de control estn en laposicin central (neutro) y las perillas de parada de emergencia estn enla posicin aplicado.

Arrancar el Sistema hidrulico, presionando el botn de arranque (start).

Utilizando las gatas ubicar el jumbo paralelamente al eje axial del tnel.

Posicionar la viga de avance paralela con el eje de rotacin del brazo,para ello es posible utilizar el sistema de paralelismo automtico.

Ver la malla de perforacin a utilizar y revisar la secuencia de los taladrosa perforar.

Usando el cilindro de extensin de la viga de avance posicionarlo contrala roca.

p

Estacionar a una distancia adecuada del frente dePerforacin.

Apagar el motor diesel y aplicar el freno de parqueo.

Conectar el interruptor principal de corriente y el de luces.

Conectar la manguera de agua. Antes se debe limpiar lasmangueras para abrir las lneas de alimentacin.

Revisar el lugar de perforacin, que exista una visinadecuada y el techo de la galera este segura.

Conectar la manguera de aire cuando sea necesario. Limpiar

la manguera antes de conectarla.

p

Haga reposar la perforadora a una distancia de 510 cm de la parteposterior para prevenir la fatiga del resorte amortiguador de choques.

Al final

Coloque los controles de la rotacin, percusin y de avance a laposicin de perforacin.

perforar

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Remover la broca y cambiarla por una nueva.

Mover la viga de avance y el brazo hidrulico a la posicin de traslado.

Verificar la altura correcta del techo de seguridad protector al momentodel traslado.

Desconectar la manguera de agua. En lugares donde las temperaturassean extremadamente fras corte el flujo de agua inmediatamente..

Subir las gatas. Desconectar la lnea de alimentacin de energaelctrica y desconecte el interruptor generacin

Observar la viga de avance para impedir al cable caerse, y tener elcuidado de no golpear los extremos de las alimentaciones.

Maneje cuidadosamente y evite las paradas sbitas.

Cuando se detenga estacione el jumbo en una lugar seguro y apropiado,utilizando las gatas dispuestas

.

Revise que la inyeccin de agua est operando.

El agua debe fluir libremente a travs del barreno de laperforadora.

La presin recomendada de trabajo es:

Con flujo separado 515 bar. Con flujo central 510 bar.Cuando la broca este penetrando en la roca un poco, entoncesusted puede aplicar todo el poder de perforacin adelante.

La percusin y el avance estarn operando ahora a todo el poderposible.

Revise que el barreno est en el medio de los centralizadores.

Ajuste la posicin de la viga de avance cuando sea necesario.

ATS

Antes de realizar una labor se debe identificar los

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Antes de realizar una labor se debe identificar los

riesgos y determinar los controles por cada uno de lostrabajadores, estos deben quedar documentados.

NUNCA!Usar herramientas no autorizadasUsar equipo o accesorios en mal estado Transportar personas en la perforadora

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q p

Introducir la manos en partes enmovimiento ( usar guardas)

Usar prendas o elementos quepuedan quedar atrapadas en partesen movimiento

Usar el aire comprimido para limpiarla ropa de trabajo.

No deben faltar o estar en mal estadolos seguros de mangueras o tubosque trabajan con alta presin.

SIEMPRE ANTES DE PERFORAR!

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11. Impacto de la seleccin de la perforadoraen los costos totales

El t d f i i t i l

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El costo de perforacin es inversamente proporcional ala velocidad de penetracin de la perforadora

CP = 1/VP

De esta relacin se deduce que el impacto en el costototal de perforacin, esta influido por la mejor seleccinde la mquina , es decir que se debe elegir la maquinade mayor rendimiento para las condiciones de laoperacin.

Caso prctico 6

En una mina donde se produce 117 000 TM/mes de

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En una mina donde se produce 117,000 TM/mes de

mineral y donde se extrae 13 750 TM/mes de desmontepor la preparacin, se tiene los siguientes datos de loscostos e inversiones:

Costos Totales US$ $/TM

Exploracion 228,204 0.95

Perforacin DESARROLLO 50,922 3.70Perforacin PRODUCCION 157,507 1.35Voladura DESARROLLO 20,177 1.47Voladura PRODUCCIN 91,832 0.78Sostenimiento 8,661 1.41Carguio DESARROLLO 35,140 2.56Carguio PRODUCCION 247,385 2.11transporte desarrrollo 9,839 0.72transporte produccion 90,415 0.77

PlantaChancado 386,043 2.99Flotacin 391,121 3.02

Refinacin 1,439,311 162.963,156,558 184.79

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Determinar impacto del costo de perforacin y el costo

de las perforadoras en el costo total.

Peforacin Perforadora Exploracion 500,000 2 1,000,000 15,120

Perforadora Desarrollo 500,000 1 500,000 9,360

Perforadora Produccion 500,000 2 1,000,000 18,720

Voladura Bulk Loader 450,000 1 450,000 6,804

Carguio SCOOPTRAM 350,000 4 1,400,000 26,208

Transporte dumper 400,000 7 2,800,000 52,416

Auxiliares 200,000 3 600,000 11,412

Planta CHANCADO 5,000,000 1 5,000,000 93,600

FLOTACION 5,000,000 1 5,000,000 93,600

REFINACION 50,000,000 1 50,000,000 648,000

67,750,000 975,240

Valor UnitarioEquipo

Inversin totalinicial (CAPEX)cant.Equipo

costo de

propiedadmensual

Solucin:

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Solucin:El impacto del costo de perforacin representa el 6.6 % deltotal mensual

Costos Totales US$ % del costo total

Exploracion 228,204 7.2%

Perforacin DESARROLLO 50,922 1.6%Perforacin PRODUCCION 157,507 5.0%Voladura DESARROLLO 20,177 0.6%Voladura PRODUCCIN 91,832 2.9%Sostenimiento 8,661 0.3%Carguio DESARROLLO 35,140 1.1%Carguio PRODUCCION 247,385 7.8%transporte desarrrollo 9,839 0.3%transporte produccion 90,415 2.9%

Planta

Chancado 386,043 12.2%Flotacin 391,121 12.4%

Refinacin 1,439,311 45.6%3,156,558 100%

Si consideramos que el costo mensual de las perforadoras se

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Si consideramos que el costo mensual de las perforadoras serepresentan en la amortizacin + la depreciacin entonces elimpacto en el costo total del equipo es 0.89% del costo total

depreciacin

mensual x equipo

Depreciacin y

amortizacin Total % costo total

Peforacin Perforadora Exploracion 500,000 2 10,800 4,320 15,120 0.48%Perforadora Desarrollo 500,000 1 5,400 3,960 9,360 0.30%

Perforadora Produccion 500,000 2 5,400 3,960 18,720 0.59%

Voladura Bulk Loader 450,000 1 4,860 1,944 6,804 0.22%

Carguio SCOOPTRAM 350,000 4 3,780 2,772 26,208 0.83%

Transporte dumper 400,000 7 4,320 3,168 52,416 1.66%

Auxiliares 200,000 3 2,160 1,644 11,412 0.36%

0.00%

Planta CHANCADO 5,000,000 1 54,000 39,600 93,600 2.97%

FLOTACION 5,000,000 1 54,000 39,600 93,600 2.97%

REFINACION 50,000,000 1 270,000 378,000 648,000 20.53%975,240 31%

Equipo

amortizacion

mesualxequipo

Valor Unitario

Equipo

cant.

Equipo

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12. Optimizacin Operativa

La optimizacin operativa en la perforacin va estar

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La optimizacin operativa en la perforacin va estarinfluida por el uso de software de diseo y laautomatizacin de la perforacin

Diseo con sotfware

Mejor calculo de losparmetros geomtricos,burden espaciamiento.

Mejor calculo deexplosivos que resulta enmejor fragmentacin ymayor avance.

automatizacin

control informtico permitemedir todos losparmetros de perforaciny adaptarlos a lasnecesidades requeridas yadems con la utilizacinde sensores y servovlvulas permite situar losbarrenos en su posicinexacta, evitando lasimprecisiones que sonprovocadas por erroreshumanos

Mejores resultados

Ahorro de mano de obraMenor tiempo deperforacin

Menor sobre perforacinControl de la operacinAhorro en varillaje yexplosivos

Menores costos deexcavacin y seguridad en eltrabajo

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La automatizacin permite poder perforarautomticamente una malla completa bajola direccin de un software y el mnimode interferencia por parte del operador.

Es apropiado para todas las aplicacionesque requieren una localizacin exacta delos barrenos para dar un perfil deseadocon un mnimo de sobre excavacin y un

mnimo de dao a la roca circundante.

bibliografa

Introduccin al Jumbo Hidrulico

Universidad Nacional de Ingeniera Centro de formacin tcnica

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Universidad Nacional de Ingeniera- Centro de formacin tcnica.

Manual de perforacin y voladura de Rocas

Instituto GeoMinero Espaa

Manual Prctico de Voladura

3ra Edicin EXSA

Ing. Jess Ramos Salazar

El equipo y sus costos de operacin

CAPECO 1996

Universidad Politcnica de Valencia

PoliBlog

Ing. Victor Piqueras.

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Paginas Web

www.codelcoeduca.cl/procesos_productivos/escolares_extraccion_equipos_asociados.asp

www.accessscience.com/undergroudmine

www.atlascopco.com.pe/

pol.atlascopco.com/

www.mining.sandvik.com/

www serminsa cl/

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Documents