4. sistemas de fragmentación mine to mill

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mineria

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  • Sistemas de fragmentacin Mine to Mill

    Ral Castro R.

  • SISTEMA

    El concepto de sistema involucra las actividades de describir los procesos, una definicin de objetivos y optimizacin

    La idea es que mediante la examinacin del sistema como un todo, uno puede alcanzar mejoras en los costos, productividad, calidad del producto, que no se alcanzara viendo los procesos por separado

    Sb1 Sb2 Sb3 Final

  • OPERACIONES UNITARIAS

    Yacimiento

    Perforacin y Tronadura

    Producto B

    Carguo y Transporte

    Producto C

    Chancado

    Producto D

    Molienda

    El objetivo es alanzar un algo grado de fragmentacin a mnimo costo.

    Operaciones Unitarias en Open Pit

    Yacimiento

    Perforacin

    Producto A

    Tronadura

    Producto B

    Carguo

  • OPERACIONES UNITARIAS Las operaciones unitarias en minera se pueden clasificar en fragmentacin y

    transporte

    In Situ

    Tronadura

    Carguo y Transporte

    Chancado Primario

    Correas

    Chancado Secundario

    Molienda

    M

    i

    n

    a

    P

    l

    a

    n

    t

    a

  • El problema radica en decidir en que etapa debe ocurrir el proceso de fragmentacin . Cada etapa tiene una eficiencia diferente.

    SISTEMA GLOBAL DE FRAGMENTACIN

    Molienda eficiente

    Alta produccin TPH

    Buena Fragmentacin

    Ingeniera de Tronadura

    Diagrama de disparo

    Ambiente interno

    Mnimo dao a taludes

    Ambiente externo

    Eyeccin de rocas

    Ruido

    Estallido de aire

    vibracin

  • DISEO DE TRONADURA V

    aria

    ble

    s co

    ntr

    ola

    ble

    s Dimetro de perforacin Profundidad de perforacin

    Pasadura

    Taco/Tipo Taco

    Altura de banco

    Diagrama de perforacin

    Tamao de tronadura

    Sistema de iniciacin

    Secuencia de iniciacin

    N de caras libres

    Tipo de explosivo

    Energa del explosivo

    Cargui del explosivo

    Agua

    Etc

    Var

    iab

    les

    no

    co

    ntr

    ola

    ble

    s Geologa Resistencia de los materiales

    Discontinuidades

    Condiciones climticas

    Agua

    Etc

    Tronadura

  • DISEO DE TRONADURA

    Maximizar

    Fragmentacin

    Desplazamiento pila

    Forma de la pila

    Minimizar

    Vibraciones

    Air Blast

    Fly rock

    Tiros quedados

    Etc

    Tronadura

  • ENERGA REQUERIDA EN FRAGMENTACIN

    Ley de Bond Hay dos procesos involucrados en el fracturamiento: - Energa para la deformacin - Energa para la creacin de superficie Se puede describir con la siguiente formula:

  • ENERGA REQUERIDA EN FRAGMENTACIN

    Ley de Bond Puede enunciarse como sigue: Donde :

  • ENERGA REQUERIDA EN FRAGMENTACIN

    Ejemplo 1: Determinacin de la constante de Bond Suponga que 3 kWh reduce 1 tonelada de mineral de 1600 m a 400 m. Manipulando la ecuacin de Bond.

  • EVALUACIN DE LA FRAGMENTACIN

    La fragmentacin puede medirse por:

    Registro de sobretamaos

    Midiendo rocas directamente

    Screen analysis

    Mtodos Directos

    Mtodos fotogrficos

    Midiendo otros parmetros que se correlacionan con la fragmentacin (consumo de energa por ejemplo en el caso de un chancador, y el monitoreo de la pala)

    Mtodos Indirectos

    Analisis y procesamiento de imagenes

  • ndices

    ndice de utilizacin de

    carguo

    Factor de llenado

    ndice de carguo

    ndices mecnicos

    Vibracin del brazo

    EVALUACIN DE LA FRAGMENTACIN

    Resultados de la tronadura

    Fragmentacin

    Mtodos fotogrficos

    Registros de sobretamao

    Facilidad para el carguo

    Tiempo de carguo

    ndice de carguo

    ndice de vibracin

    Como evaluar la tronadura?

  • CURVAS PTIMAS DE FRAGMENTACIN

    Perforacin Depender del tipo de explosivo, dimetro de perforacin,etc

    Tronadura Aumenta dependiendo de la cantidad de energa requerida

    Carguo Aumento de productividad, disminuye los costos de mantencin y reparacin

  • CURVAS PTIMAS DE FRAGMENTACIN

    Transporte Aumento de la productividad, disminuye tiempos de ciclo

    Chancado

    Tronadura ptima

  • DISTRIBUCIN DE COSTOS EN OPEN PIT

    Perforacin 14%

    Tronadura 22%

    Manejo de minerales 64%

    COSTOS MINA

    Perforacin 5%

    Tronadura 8%

    Manejo de minerales 23%

    Chancado Primario 8%

    Chancado secundario 20%

    Molienda 36%

    COSTOS MINA Y COSTO PLANTA

  • EXPLOSIVOS COMO FUENTE DE ENERGA

    Anfo

    Calor de detonacin Q= 921 cal/gramo

    Velocidad de detonacin VOD= 4529 m/s

    Ejemplo: Pozo de tronadura de D=300 [mm] y L=8[m], con una e=0,8[gr/cm3]

  • Presin de detonacin

    EXPLOSIVOS COMO FUENTE DE ENERGA

    Presin de explosin (Presin de gases)

    Ejemplo

    10 cm

    200 cm

  • EXPLOSIVOS COMO FUENTE DE ENERGA

    Relacin Presin - Volumen

    Ecuacn de gases ideales

    Para el ANFO P[atm]

    2.035 4.500-19.971

    1.631 500-4.500

    1.285 100-500

    1.271 1-100

  • EXPLOSIVOS COMO FUENTE DE ENERGA

    La energa del explosivo va a : Crear nuevas fracturas Extender fracturas existentes Desplazar la roca Mover el centro de gravedad hacia adelante Efectos no deseados (proyeccin de roca, vibraciones, etc)

  • DISEO PARA TRONADURA

    Ral Castro R.

  • DISEO

    J se utiliza por el empotramiento del banco en su base

    S: Spacing (espaciamiento) B: Burden J: Pasadura L=H+J D: Dimetro

  • DISEO

    Relaciones Relevantes

  • DISEO

    Ejemplo de clculo

    Explosivo Anfo Altura de banco =15[m] Dimetro de perforacin = 381 [mm] Diagrama staggered 4 lneas de pozos (6 pozos) para una tronadura

  • DISEO

  • APROXIMACIN ASH(1963)

    Explosivos livianos roca dura Explosivos duros roca liviana Explosivos livianos roca estndar Explosivos densos roca estndar

  • DETERMINACIN DEL KB (FACTOR DE BURDEN)

    Tonelaje por disparo

    Cantidad de explosivo requerida

    Cantidad de explosivo disponible

    B: Burden

  • DETERMINACIN DEL KB (FACTOR DE BURDEN)

    Resolviendo para B:

    El factor de carga del explosivo se puede escribir en funcin del ANFO:

    Luego:

  • DETERMINACIN DEL KB (FACTOR DE BURDEN)

    EJEMPLO

    Una de las formas de utilizar la frmula anterior se refiere a caracterizar los cambios en el diagrama de disparos por un cambio en el explosivo , manteniendo constante los otros parmetros como dimetro de perforacin H tipo de roca espaciamiento pasadura taco

    Explosivo 1

    Explosivo 2

  • DETERMINACIN DEL KB (FACTOR DE BURDEN)

    EJEMPLO

    De lo anterior:

    Si Kh se considera que no varia mucho, entonces:

    Luego la aproximacin, se refiere a iterar:

  • SIMULACIN DE ESCENARIOS CAMBIO DE DIAGRAMA

    (dimetro de perforacin)=12 H=40 Burden=25 Espaciamiento=29 Pasadura=7 Taco=17 ANFO: SANFO=1 Q=012 cal/gr SGR=2,65 PFANFO=0,5 lb/ton

    Cual es el diagrama si De= 15? En el sistema ingls se tiene:

  • SIMULACIN DE ESCENARIOS DE CAMBIO DE DIAGRAMA

    Luego:

    B = 30 S = 34,5 T = 21 J = 9

    Este diagrama resultara en una fragmentacin mas gruesa que el caso anterior, por lo tanto se debe aumentar el factor de carga.

  • SIMULACIN DE ESCENARIOS CAMBIO EXPLOSIVO

    Que sucede si se cambia el explosivo de ANFO a HEAVY ANFO?

    Q=815 cal/gr SG=1,10

    El poder respecto al ANFO:

    y

    Luego:

    Si:

  • B = 27 (12,25/12) = 27,6 S = 31,7 J = 8,3 T = 19,3

    SIMULACIN DE ESCENARIOS CAMBIO EXPLOSIVO

  • EFECTO DE LAS ESTRUCTURAS EN LA TRONADURA

    Shooting with the dip

    Ms backbreak Menos problemas en las patas Piso mas liso Mas movimiento afuera de la cara , por lo tanto una altura menor de pila

    Shooting against the dip

    Menos backbreak La pata es mas difcil de extraer Piso mas rugoso Pila mas alta (sin movimiento)

  • EFECTO DE LAS ESTRUCTURAS EN LA TRONADURA

    Shooting with the strike

    Problemas en el piso Backbreak es irregular Peores condiciones para perforacin y tronadura

  • MEDICIONES DURANTE LA PERFORACIN (MWD)

    Tasa de penetracin Torque Presin de empuje Velocidad de rotacin (rpm)

  • MEDICIONES DURANTE LA PERFORACIN (MWD)

    Cargabilidad Tasa de penetracin Patrn de perforacin

  • BLASTABILITY (TRONABILIDAD)

    Donde: RMD: Rock Mass Description JPS: espaciamiento de las estructuras JPO: orientacin de las estructuras SGI: gravedad especfica H: dureza de la roca

  • BLASTABILITY (TRONABILIDAD) EJEMPLO

    Considere una roca de cuarzo bien fracturada en la cual las discontinuidades tienen un rumbo normal a la cara del banco RMD=20 JPS=15 JPO=30 SGI=25x2,65-50=16,25 H=7 1- Calcule el ndice de tronabilidad BI =44 2- Calcule el factor de carga PFfactor=0,18 [kg/ton]

  • Ecuaciones de fragmentacin

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