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mineria
21/05/2015
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CAPITULO V
COSTOS DE PERFORACION EN
OPERACIONES MINERAS
Universidad Nacional de San Agustn Ing. Rolando Quispe Aquino
La perforacin es realizar una cantidad de taladros (hoyos) diseados y localizados estratgicamente para contener una carga explosiva de manera que se pueda arrancar la roca de forma eficiente y econmica.
La fase de la perforacin es la ms costosa y debe ser la ms precisa, ya que una perforacin incorrecta puede ser la causa de aumentos del costo a largo plazo en las otras actividades como excavacin, transporte, chancado, etc.
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Para el planeamiento de la perforacin se requiere de la informacin de otras reas de mina.
Se deben considerar los parmetros geomtricos de minado que son determinantes en la seleccin de las perforadoras.
Se debe considerar la secuencia de minado del plan a corto plazo.
AREAS QUE INTERVIENEN EN EL PLANEAMIENTO DE PERFORACION
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PARAMETROS Y DISEO DE MINADO
SECUENCIA DE MINADO
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ESTIMADO PRODUCCION
Para el diseo y planeamiento de las operaciones de perforacin se necesita informacin que es proporcionada por otras reas en mina.
Esta informacin debe ser fluida y muy ajustada a la realidad debido a que la perforacin es crtica en el proceso de minado.
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CRITERIO Y SELECCION DE EQUIPOS
El primer paso en el proceso de perforacin, es seleccionar el dimetro de taladro ms apropiado.
Existe un axioma mientras ms grande es el dimetro del taladro menor es el costo de perforacin por unidad de produccin.
CRITERIO Y SELECCION DE EQUIPOS
La forma ms sencilla de determinar el dimetro del taladro es relacionarla a la altura del banco.
Como una gua emprica el dimetro de taladro deber estar entre 0.5% y 1% del largo requerido de perforacin.
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Una frmula sugerida por C. McKenzie es:
d = H/0.150
d = dimetro (mm)
H = altura del taladro (m)
Si relacionamos el burden (B) y el espaciamiento (E) al dimetro de taladro.
B = (20 a 40) d
E = 1.15 B (para malla alterna o triangular)
CRITERIO Y SELECCION DE EQUIPOS
El tamao de las perforadoras est relacionado al rango del dimetro de taladro que pueden perforar, al uso en la industria y el sistema de perforacin usado.
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Produccin requerida.
Parmetros geomtricos del diseo del tajo.
Informacin geolgica y geotcnica.
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Costo de equipo (incluido costo financiero y de seguros).
Costo de mantenimiento (repuestos, grasas).
Costo de los aceros de perforacin (brocas, barras, acoples, etc.).
En el tipo de energa que usa el martillo de la perforadora (neumticas o hidrulica).
Tecnologa (adecuacin a los sistemas de control en mina).
Diseo, ergonoma y versatilidad.
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Criterios mecnicos: potencia de motor, capacidad de compresor, tren portante (orugas, ruedas).
Caractersticas del martillo y ubicacin: rotacin, percusin o ambos, encima del barreno (drifters) en el fondo (down the hole).
Caractersticas de las barras y brocas (aceros de perforacin).
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CASO PRACTICO N 1
Dentro del plan de operaciones se tiene pensado ingresar a una nueva zona mineralizada.
Calcularemos el nmero de perforadoras necesarias para iniciar los trabajos en dicho sector.
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CARACTERISTICAS DEL EQUIPO SELECCIONADO
Tipo : Rock drill Motor: 350 HP diesel Compresor: 700 cfm Martillo hidrulico Ubicacin del martillo: drifter Sistema de perforacin rotacin/percusin Carrusel para 5 barras. Colector de detritus y polvo Cabina ROC GPS, software
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Para determinar el costo de perforacin se debe evaluar una serie de actividades que involucran la operacin de perforacin.
Estas actividades involucran varias reas operativas de la mina la calidad y oportunidad de la informacin mina, suministrada determina la precisin del clculo.
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SECUENCIA DE PERFORACION
La secuencia de perforacin se elabora en base a la cantidad requerida de material.
Plan de minado.
Relacin mineral/desmonte.
Necesidades operacionales y de construccin.
Planeamiento debe proporcionar:
El detalle del plan minado.
Modelo isomtrico.
Secciones.
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DETALLE DEL PLAN DE MINADO
MODELO ISOMETRICO: OXIDOS (ROJO) SULFUROS (AZUL)
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VISTA EN PLANTA
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SECTORIZACION DE AREAS
Perforacin debe determinar:
Las reas de perforacin en Ore (polgonos) y Waste, de acuerdo a la relacin de desbroce (SR).
El diseo de la malla para cumplir con los parmetros de diseo de banco (ngulo de talud, ancho de berma, pisos).
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Perforacin debe determinar:
Tiempo de limpieza de las reas.
Construccin de accesos, rampas, etc.
Continuidad de las reas de perforacin para evitar el traslado de equipos.
Disponibilidad de material en caso de emergencia.
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DISEO DE MALLA DE PERFORACIN
Esta actividad es la de mayor impacto en las operaciones de perforacin.
El diseo de la malla se debe hacer con modelos matemticos que permitan la evaluacin de la mayor cantidad de variables.
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Los elementos para el diseo de mallas en banco son:
Geomtricos
Altura de banco
Ancho y largo de banco
Angulo talud
Cara Libre
De perforacin Dimetro de taladro
Velocidad de penetracin
Angulo de taladro
De carga
Caractersticas de explosivos.
Fragmentacin.
Relacin taco/ Longitud de carga.
De tiempo
Tiempo de retardo por taladro.
Secuencia de salida del disparo.
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MODELO DE KUZ RAM
La frmula matemtica formal es:
Las variables relacionadas en la frmula son:
Altura banco (m) H Factor de roca F X50 (cm) SBR Potencia en peso (%) E Densidad exp. (gr/cc) de Diam. Hoyo (pulg.) Dh Taco T Densidad roca (gr/cc) dr Error perforacin (m) w
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Las variables que necesitan un clculo previo son:
El taco que lo calculamos con la siguiente frmula:
CALCULO DEL TACO
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El factor de roca describe:
La masa rocosa mediante el RMD.
Espaciamiento de fracturas.
Manteo de diaclasas.
Densidad roca.
Dureza.
CALCULO DEL FACTOR DE ROCA
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CALCULO DE LA MALLA DE PERFORACION
Utilizando el modelo K-R determinamos:
Burden.
Espaciamiento.
Subperforacin (pasadura).
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UBICACION DE TALADROS
Determinado los parmetros se genera un plano de malla.
La topografa ubica los puntos en el terreno y marca cada punto, indicando la altura de perforacin ms la pasadura (sub drilling).
Se marcan los otros parmetros de diseo de banco (cresta, toe y talud).
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CALCULO DE COSTO DE PERFORACION
Se considera tambin en el costo de perforacin la cantidad de dinero invertido en adquirir la mquina, hacerla funcionar, realizar el trabajo y mantenerla en buen estado.
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En este costo se debe considerar:
Costos fijos: intereses del capital invertido, depreciacin, impuestos, seguros y mantenimiento.
Costos variables: combustible, lubricantes, aceros de perforacin y mano de obra directa.
Algunas definiciones importantes:
Inversin (v): se refiere al valor de la mquina, este puede ser CIF/FOB o puede incluir aranceles e impuestos.
Valor residual (vr): es el monto econmico que se piensa recuperar al final de la vida til de la mquina, generalmente se expresa en un porcentaje del valor inicial.
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Vida til (N) : es el periodo durante el cual la mquina trabaja con un rendimiento econmicamente justificable.
Inversin media anual (VIMA): es el valor que se considera como invertido al principio de cada ao de la vida de la mquina.
VIM =((N+1)/2N) x V V= valor de la mquina o inversin.
Depreciacin (D): es el costo que resulta de la disminucin en el valor de la mquina como consecuencia de su uso.
D = (V-vr)/ve
ve= vida econmica en horas
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Inters de capital invertido (I): cualquier empresa para comprar maquinaria adquiere fondos de bancos o mercado de capitales, pagando una tasa de inters, la misma que debe ser calculada en el costo operativo.
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MR mantenimiento y reparacin: son los costos que se originan en la conservacin de las mquinas (mantenimiento preventivo).
Es difcil establecer un promedio de costo, debido a las diferentes condiciones de trabajo, por eso se estimar en base a un %MR (tablas), V y vr.
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Consumo de combustibles y lubricantes: el consumo de combustible es dado por el fabricante, hay que corregir por altura (prdida de potencia de motor
