Introducción a la Ingeniería en Minas Dr. Juan Pablo Hurtado Cruz
Perforación y Tronadura
Prospección o Exploración
Estimación o Evaluación de los Recursos
Desarrollos
Operación o Explotación
Procesamiento
Fundición‐Refinación
Manofacturación
Perforación Tronadura Ventilación (subterr.) Acuñadura Carguío y Transporte Fortificación
Ciclo Básico Productivo Ciclo Básico Productivo = Perforación + Tronadura +Carguío + Transporte
+ Fortificación (acuñadura y métodos de sostenimiento) + Ventilación (Principal y Auxiliar)
Minadores o Rozadoras de producción
¿Para qué se utiliza la Perforación y Tronadura?
Para quebrar y remover de manera eficiente (rápida y al menor costo posible) una cantidad de material determinada.
Tronadura
Explosivos Recurso humano
Detonadores
¿Qué factores intervienen en la Tronadura? Métodos
Perforación Roca
Desarrollo de Obras Subterráneas (Galerías, Túneles, Piques y Cavernas)
Perforación y Tronadura (Minería)
(Superf. Y Subtrr) Tronadura de Producción (Mineral)
Desarrollo de Obras en Superficie (Caminos, Rampas, Bancos en Estéril)
(Superf. Y Subtrr) Reducción Secundaria o “Cachorreo” de colpas grandes
Desarrollo de Obras Subterráneas (Galerías, Túneles, Piques y Cavernas)
Rampas
Piques Obras Obras Civiles Civiles yy Mineras Mineras subterráneas subterráneas
Cavernas
Túneles y Galerías
Desarrollo de Obras Subterráneas (Galerías, Túneles, Piques y Cavernas)
Excavación de Túneles y Galerías
Desarrollo de Obras en Superficie (Caminos, Rampas, Bancos en Estéril)
Camino
Rampa
(Superficie) Tronadura de Producción (Mineral)
(Subterrána) Tronadura de Producción (Mineral)
(Superf. Y Subtrr) Reducción Secundaria o “Cachorreo” de colpas grandes
Cachorreo (P y T) o bien uso de “Conos Rompedores”
EXPLOSIVOS •Mezcla de sólidos ( o de líquidos), que son capaces de una descomposición rápida y violenta, dando por resultado una conversión a grandes volúmenes de gases. •Las reacciones químicas involucradas son altamente exotérmicas.
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COMBUSTION
Es toda reacción química capaz de desprender calor, pudiendo o no ser percibido por nuestros sentidos.
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DEFLAGRACIÓN Es una reacción química ligeramente más rápida que una simple combustión, alcanzando valores máximos de 300 a 400 m/s Los explosivos que actúan bajo éste régimen, desarrollan su trabajo por efecto de transmisión del fuego. Ejemplo: La pólvora negra
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EXPLOSIÓN
Proceso termoquímico caracterizado por su gran velocidad de reacción y la formación casi instantánea de productos gaseosos a elevada temperatura y presión, adquiriendo una gran fuerza expansiva que produce efectos mecánicos y sonoros: Ejemplo : Las dinamitas
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EXPLOSIÓN
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Tiro
Línea de Encendido
Tiro Taco
Burden
Carga de Columna Carga de Fondo (Cebo)
Iniciador (detonador)
Tiro
Tiro
Propiedades de los explosivos • Densidad • Energía Específica • Resistencia al agua • Velocidad de Detonación • Estabilidad Química • Sensibilidad
SELECCION DE EXPLOSIVOS CALIDAD DE LA ROCA
HOMOGÉNEA / COMPETENTE
FRACTURADA / POCO COMPETENTE
VELOCIDAD DE DETONACIÓN ALTA PRESIÓN DE DETONACIÓN ALTA
BAJA BAJA
DENSIDAD
ALTA
BAJA POTENCIA ( ENERGÍA )
ALTA
BAJA VOLUMEN DE GASES
MEDIO
ALTO
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Accesorios de Iniciación y Cebado de Tronadura
• Los sistemas de iniciación se dividen en: – Sistema no eléctrico (Mecha a Fuego, Nonel, Cordón detonante). – Sistema eléctrico. – Sistema electrónico. Cordón detonante
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Sistema de iniciación eléctrico
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Sistema de iniciación electrónico
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Explosivos Industriales (carga de columna) • Existen varios tipos de explosivos industriales: – ANFO – Acuageles – Emulsiones – ANFOs pesados – Anfos de baja densidad
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Explosivos Industriales (Cebo o Carga de fondo) • Existen varios tipos de explosivos: – Dinamitas – APD (Alto Poder Detonante) – Emulsiones e Hidrogeles de alta velocidad de detonación (Excepcionalmente)
Perforación
Perforación
Los sistemas de penetración de roca que han sido desarrollados, pueden clasificarse por orden de aplicación: •Mecánico (Rotación y Rotopercusión, Percusión) •Térmicos (Soplete, Plasma, Fluido Caliente, Congelación) •Hidráulicos (Chorro de agua, Erosión, Cavitación) •Sónicos (Vibración de alta frecuencia) •Químicos (Microvoladura, Disolución) •Eléctricos (Arco Eléctrico, Inducción Magnética) •Sísmicos (Rayo Láser) •Nucleares (Fusión, Fisión)
Perforación Los tipos de excavaciones que utilizan explosivos, necesitan de máquinas para realizar la perforación que pueden ser del tipo manuales (equipos ligeros) o mecanizada (equipos montados en estructuras móviles). Los tipos de perforación pueden ser percusivas, rotopercusivas o rotativas. Estos dos últimos suelen ser los más utilizados. A su vez, los sistemas rotopercutivos pueden tener martillo en cabeza o martillo en el fondo.
Perforadora
Aceros de Perforación
Coplas
Barras
Bits
Escareadores
Selección Button bit Hex. drifter rod Guide button bit Shank adapter
Coupling
Round drifter rod
Hex. drifter Speedrod
Cross-type bit
Dome reaming bit
Reaming equipment
Selección La elección del acero de perforación depende de: Ö
El diámetro de la perforación deseada
Ö
Tipo de roca
Ö
La perforadora
Ö
La rectitud de la perforación deseada
Lo primero es seleccionar el mayor diámetro de barra de acuerdo al tamaño de la perforación y de acuerdo a la perforadora. Esto asegurará una columna rígida, que ayudará a maximizar la rectitud de la perforación , velocidad de penetración y eficiencia del barrido.
Selección de Bits Diseño de Bits
Factores que influyen en el costo: zCuidado
y mantención de los aceros zCircuito del inventario zCaracterísticas de la roca zDesviación del barreno zExperiencia del operador zPerdidas zTiempos de panas de equipos z Abusos z Administración y gestión
Esquema de la perforación y tronadura en un banco
Perforación en Cielo Abierto
Perforación en Cielo Abierto
Perforación en Cielo Abierto
Perf rfor ora aci ción ón en Cielo Cielo Abie Abi ert rto o
Perf rfor ora aci ción ón y Tronadura Tron adura en en Cielo Cielo Abiert A bierto o
Perf rforaci oración ón Subte Subt err rrá ánea
Perforación Subterránea
Excavación de Túneles y Galerías
Comparación del avance de perforación
Perforación de Producción
Perforación de Producción
Perforación de Sostenimiento (Pernos)
Perforación de Sostenimiento (Pernos)
Swellex
Rebar, Resin
Rebar, Cement
SplitSet Expansion shell
Jumbo
Equipos de perforación de acuerdo a la sección de avance
Corona Auxiliares
Cajas Cajas Cuele Zapateras
