calculos perforadora

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A.- Cálculos de perforadoras h.1.- Principio de Percusión 1.- Area del émbolo en viaje de trabajo (A) A = * r 2 ; cm 2 Donde: r = Radio de cabeza del émbolo; cm 2. Area del émbolo en viaje de regreso (A) A= A - Area de cuello del émbolo ; cm 2 3. Aceleración del émbolo en viaje de trabajo (a) a = Fuerza/masa a = (presión de aire * A)/(Peso émbolo/gravedad) ; m/seg 2 Presión = kg/cm 2 Peso = kg Gravedad = m/seg 2 4. Aceleración del émbolo en viaje de regreso (a) a= (Presión de aire * A)/(Peso émbolo/gravedad) ; m/seg 2 5. Tiempo del émbolo en viaje de trabajo (t) t = L/a ; seg. Donde: L = Longitud de carrera, es decir longitud cilindro ancho cabeza del pistón; m 6. Tiempo del émbolo en viaje de regreso (t) t= L/a; seg. 7. Tiempo del ciclo (T) T = t + t; seg. 8. Número de golpes por minuto (NG/min) NG/min = (60 seg./min)/T ; golpes/min 9. Trabajo efectuado (W) W = Fuerza * Longitud; kg Fuerza = masa * aceleración = (peso/gravedad) * aceleración = Presión * Area W = Presión * Area * Longitud; kgm h.2.- Principio de percusión/rotación

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Page 1: CALCULOS PERFORADORA

A.- Cálculos de perforadoras

h.1.- Principio de Percusión

1.- Area del émbolo en viaje de trabajo (A) A = * r2 ; cm2

Donde:r = Radio de cabeza del émbolo; cm

2. Area del émbolo en viaje de regreso (A‟) A‟ = A - Area de cuello del émbolo ; cm2

3. Aceleración del émbolo en viaje de trabajo (a)a = Fuerza/masaa = (presión de aire * A)/(Peso émbolo/gravedad) ; m/seg2

Presión = kg/cm2 Peso = kg Gravedad = m/seg2

4. Aceleración del émbolo en viaje de regreso (a‟)a‟ = (Presión de aire * A‟)/(Peso émbolo/gravedad) ; m/seg2

5. Tiempo del émbolo en viaje de trabajo (t)t = L/a ; seg. Donde:

L = Longitud de carrera, es decir longitud cilindro – ancho cabeza del pistón; m

6. Tiempo del émbolo en viaje de regreso (t‟)t‟ = L/a‟ ; seg.

7. Tiempo del ciclo (T)T = t + t‟ ; seg.

8. Número de golpes por minuto (NG/min) NG/min = (60 seg./min)/T ; golpes/min

9. Trabajo efectuado (W)W = Fuerza * Longitud; kgFuerza = masa * aceleración

= (peso/gravedad) * aceleración= Presión * Area

W = Presión * Area * Longitud; kgm

h.2.- Principio de percusión/rotación

1.- Area del émbolo en viaje de trabajo (A)A = * r2 (cabeza pistón) - * r2 (“cuello” barra estriada); cm2

2.- Area del émbolo en viaje de regreso (A)A = * r2 (cabeza pistón) - * r2 (cuello pistón); cm2

Page 2: CALCULOS PERFORADORA

Diámetro de cabeza del émboloDiámetro del cuello del émbolo

7 cm4.5 cm

Ancho de cabeza de émboloPresión de aire

2.0 cm5 kg/cm2 (71 psi)

Peso del émboloGravedadLongitud de carrera del pistón

2 kg9.81 m/seg2

0.068 m

S o l uc i ón :A = 3.1416 * (3.5)2 = 38.49 cm2

A‟ = 38.49 – ((3.1416 * (2.25)2)

a = (5 * 38.49)/(2/9.81)==

22.59 cm2

943.97 m/seg2

a‟ = (5 * 22.59)/(2/9.81) = 554 m/seg2

t = 0.068/943.97 = 0,0085 seg.t‟ = 0.068/554T = 0,0085 + 0,0111

==

0,0111 seg.0,0196 seg.

NG/min = 60/0.0196W = 5 * 38,49 * 0,068

==

3,061 golpes/min13.10 kg

3.- Revoluciones por minuto (RPM) RPM = (NG/min)/(GR) Donde:

GR = El número de golpes por cada revolución; es decir, el número de dientes de la Caja de Trinquetes.

El resto de cálculos son similares a los cálculos para

percusión. h.3.- Caudal de aire para perforación (Q)

Q = (Volumen/ciclo * 60 seg/min * Rp)/(106 * T); m3/minDonde

Q = Caudal de aire consumido por la perforadora.Volumen/ciclo = Area/ciclo * L = (A + A‟) * L; cm3

L = Longitud de carrera; cmRp = Relación de presión del aire comprimido al aire atmosférico. Esta relación

es de 8:1 mayormente, dependiendo de la eficiencia mecánica del compresor,de la luz entre el pistón y el cilindro, etc.

106 = Constante para transformar cm3 a m3

T = Tiempo/ciclo, es decir sumatoria de tiempo de carrera de trabajo y tiempo de carrera de regreso; seg.

Eje rc ic io :

Contando con los siguientes datos de una PERFORADORA DE PERCUSION, calcular las fórmulas descritas anteriormente.

EjercicioSe tiene una perforadora de percusión-rotación. Con los datos anteriores requeridos y con los siguientes:Diámetro “cuello” barra estriada 2.30 cmLongitud de carrera del pistón 6.80 cm

Page 3: CALCULOS PERFORADORA

Relación presión aire comp. a aire atm. 5:1Numero de golpes por cada revolución, 36Hallar RPM y Q.

SoluciónRPM = 3000 golpes/min/36 = 83 RPM Q = (A + A´) * 60 seg/min * 5/(106 * T)

= (34.33 + 22.58) * 6.80 * 60 * 5/(106 * 0.02) = 5.8 m3/min

i.- Velocidad de penetración

VP = 31 * (POT/D1.4) Donde:POT = Potencia cinética disponible en el martillo; KW D = Diámetro del barreno; mm

EjemploPOT = 18 KW D = 100 mm

SoluciónVP = 31 * (18/1001.4) = 0.88 m/min

j.- Cálculos de perforación/voladura

1.- Cálculo del número de taladros a perforar (N) según el MANUAL DE EXPLOSIVOS deQuímica Sol S.A. para un frente ciego.

N = R/C + KS DondeR = Circunferencia aproximada de la sección; m2

= S * 4 (NOTA: es Raiz cuadrada de S) S = Sección del frente; m2

= ancho * altura * fcgfcg = Factor de correción geométrica; generalmente es 0.90

C = Distancia media entre taladros de acuerdo al tipo de roca; mK = Coeficiente de acuerdo al tipo de roca

TIPO DE ROCA DISTANCIA TALADROS( C )

COEFICIENTE ( K )

Roca dura 0.5 m 2Roca semidura 0.6 m 1.5Roca blanda 0.7 m 1

Para el caso de perforación en tajeos o tajos, la distancia entre taladros y entre filas de taladros se obtiene luego de una serie de pruebas, considerando si es perforación horizontal (breasting), inclinada o vertical, entre otros. El resultado de N es teórico, el mismo que debe ser reajustado de acuerdo al trazo de perforación,

Page 4: CALCULOS PERFORADORA

distribución de taladros en el frente (en un gráfico) y en la labor luego de varias pruebas, antes de ser estandarizado.

EjercicioDatos: a = 2.10 m

H = 2.30 mFcg = 0.9Roca dura

Hallar N

SoluciónS = 2.10 * 2.30 * 0.9 = 4.35 m2

R = 4.35 * 4 = 2.086 * 4 = 8.34 m2

N = (8.34/0.5) + (2 * 4.35) = 25.38 taladros= 26 taladros

2.- Cálculo de Tiempos durante de GuardiaRequiere la participación de personal capacitado, quien con el apoyo de instrumentos y materiales de trabajo, se dedicará durante un periodo a medir los tiempos de cada labor que desarrolla el perforista y su ayudante.La finalidad de estas mediciones es conocer los tiempos efectivos Antes, Durante y Después de la Perforación, con los que podremos efectuar los cálculos reales.Debe considerarse el promedio de varios controles, sea en el tajo, materia del estudio o el promedio de mediciones efectuados en varios tajos. Se adjunta 02 hojas CONTROL DE TIEMPOS

3.- Tiempo de perforación por taladro= Tiempo total de perforación/Taladros perforados; min

4.- Velocidad de perforación por taladro= Longitud taladro/Tiempo total perforación taladro; pie/min

5.- Pies perforados por guardia= Longitud taladro * taladros perforados; pie/gdia

6.- Eficiencia de la perforación= (Tiempo efectivo perforación * 100)/8 ; %

7.- Volumen roto por disparo= a * h * p * fcg * e; m3/disparo

Donde:a, h y p = Ancho, altura y profundidad del frente de disparo; m fcg = Factor de corrección geométrica, que va de 0,65 a 0,97

En el frente de galería, tajo, chimenea, generalmente es 0,9e = Eficiencia del disparo, considerando los “tacos”

Generalmente es un valor de 0,958.- Tonelaje roto por disparo= Volumen roto por disparo * p.e.; TMS/disparo

Donde:p.e. = Peso específico del material roto

9.- Peso de dinamita por disparo= Peso de cada cartucho * cartuchos/taladro * taladros cargados; kg

En el caso de cartuchos de dinamita de 7/8” * 7”, generalmente es 80 gr. de peso de cada uno.

10.- Número de fulminantes simples por disparo= Número de taladros a encender

11.- Longitud de mecha de seguridad por disparo= Sumatoria de longitudes de mecha de seguridad de las armadas y de chispeador o mecha de

seguridad; pie o metros

12.- Factor de potencia del explosivo= Peso total dinamita/tonelaje roto por disparo; kg/TMS

Page 5: CALCULOS PERFORADORA

El Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería, en sus artículos 260 a 261 menciona lo relacionado a Volaura No Eléctrica y en sus Artículos 262 a 269, sobre Voladura Eléctrica.

13.- Consumo de aire comprimido por disparo

13.,1.- Para Perforación:Consumo/gdia = Consumo a cota de trabajo * 60 min/hora * TE ; pie3/gdiaConsumo a cota de trabajo = Consumo al nivel del mar *

F Donde:F = Factor de corrección por altura

= (((PaO(Pmh + Pah))/((Pah(PaO + Pmh)))PaO = Presión atmosférica al nivel del mar. Se halla con la Tabla de

ATMOSFERAS SEGÚN NORMAS USA 1962 adjunta. Pmh = Presión manométrica (lectura del manómetro).Pah = Presión atmosférica a cota de trabajo.( Tabla )

TE = Tiempo efectivo de trabajo durante la guardia

13.2.- Para Afilado de BarrenosConsumo/gdia = Consumo a cota de trabajo * 60 min/hora * TE * %; pie³/gdia

(se sigue el procedimiento anterior, con sus propios datos)TE = Tiempo efectivo de trabajo de afilado durante la guardia

% = Barrenos a usar en el tajo * 100/total barrenos afilados en la guardia14.- Consumo de agua por disparo

14.1.- Para PerforaciónConsumo/gdia = 0.5 lt/seg * 3600 seg/hora * TE; lt/gdia

0.5 = Según el Art. 257 del Reglamento de Seguridad Y salud Ocupacional en Minería, se debe utilizar una cantidad mínima de 0,5 lt/seg. de agua y una presiónde 0.3 kg/cm2.

TE = Tiempo efectivo de trabajo de perforación durante la guardia

14.2.- Para Lavado del Frente de PerforaciónConsumo/gdia = 2 lt/seg * 3600 seg/hora * TE; lt/gdia

2 = Empíricamente se considera 2 lt/seg. la cantidad mínima de agua a usar para ellavado del frente de trabajo.

14.3.- Para Afilado de BarrenosConsumo/barrenos usados en gdia = 0.25 lt/seg * 3600 seg/hora * TE; * %; lt/gdia

0.25 = Empíricamente se considera 0,25 lt/seg. la cantidad mínima de agua a usar parael afilado de barrenos.

% = Barrenos a usar en un tajo/ total de barrenos afilados en la gdia.

E j e r c i c i o :Conociendo los siguientes datos, realizar los cálculos para un tajeo utilizando los cuadros y lasfórmulas anteriormente descritos:

Número de taladros 28 Número de taladros cargados 27Longitud de cada taladro 5 pies

Page 6: CALCULOS PERFORADORA

Ancho del frente del disparo 3,5 m Altura del frente de disparo 2,3 m Profundidad del frente de disparo 1,5 mFactor de corrección geométrica 0,9 mEficiencia de disparo 95% Peso específico del mineral 2,9Peso de cada cartucho de dinamita 0,08 kgNúmero de cartuchos por taladro 5Longitud de cada armada 7 piesConsumo de aire de perforadora a nivel del mar 254 pie3/minConsumo de aire de afiladora a nivel del mar 25 pie3/minCota de trabajo 4000 msnmNúmero de barrenos afilados por guardia 40Número de barrenos a usar en la labor 2Presión manométrica de perforación 80 psiPresión manométrica de afilado 70 psiHoras efectivas de perforación 3,43Horas efectivas de lavado de frente 0,17Horas efectivas de afilado de barrenos 6

Solución:

1.- Cálculo de tiempos durante la guardia: Se adjunta los cuadros de control de tiempos de perforación .

2.- Tiempo total perforación/taladro = 205,44 min/28 taladros = 7,34 min/taladro3.- Velocidad media de perforación = 5/7,34 = 0,68 pie/min4.- Pies perforados por guardia = 5 * 28 = 140 pie/gdia5.- Eficiencia de perforación = (3,43/8) * 100 = 42,88%6.- Volumen roto por disparo = 3,5 * 2,3 * 1,5 * 0,9 * 0,95 = 10,32 m3

7.- Tonelaje roto por disparo = 10,32 * 2,9 = 29,93 TMS8.- Peso dinamita por disparo = 0,08 * 5 * 27 = 10,8 kg9.- Número de fulminantes simples No.6 = 2710.- Longitud de mecha de seguridad = (7 * 27) + 3,28 = 192,28 pies

= 58,61 m11.. Factor de potencia = 10,8/29,93 = 0,36 kg/TMS12.- Consumo de aire comprimido por disparo

- Para perforaciónF = [14,689(80 + 8,947)]/[8,947(14,689 + 80)] = 1,54Consumo a cota de trabajo = 254 * 1,54 = 391.16 pie3/minConsumo/gdia = 391.16 * 60 min/hora * 3,43 hora = 80,500.73 pie3/gdia

- Para afiladoF = [14,689(70 + 8,947)]/[8,947(14,689 + 70)] = 1,53Consumo a cota de trabajo = 25 * 1,53 = 38,25 pie3/minConsumo/gdia = 38,25 * 60 min/hora * 6 * ( 2/40 ) = 688,5 pie3/gdia

13.- Consumo de agua por disparo

Page 7: CALCULOS PERFORADORA

- Perforación = 0,5 * 3600 * 3,43 = 6 174 lt/gdia- Lavado de frente = 2 * 3 600 * 0,17 = 1 224 lt/gdia- Afilado de barrenos = 0,25 * 3 600 * 6 * (2/40) = 270 lt/gdia

C O N T R O L D E T I E M P O S

Labor : Tajo 605-W Personal: Pedro RojasGuardia: Día Juan Macuri

ANTES DE LA PERFOR ACIÖ NMinutos Horas

1. Caminatas 7.00 0.112. Inoperativos 40.00 0.673. Lavado de frente 10.00 0.174. Desate de rocas 20.00 0.335. Preparación de la plataforma 15.00 0.256. Instalación del equipo 20.00 0.337. Prueba de la máquina 6.00 0.10

SUB TOTAL 118.00 1.97

DURANTE LA PERFORAC IÖN

1. Desate de rocas 22.56 0.682. Cambio de barrenos (a) 16.01 0.263. Posicionamiento – empate (a) 20.22 0.344. Perforación – barrido (a) 155.90 2.595. Retiro de barreno (a) 5.47 0.096. Barreno plantado (a) 7.84 0.13

SUB TOTAL 228.00 3.80

A L M UER ZO SUB TOTAL 30.00 0.50

DESPUËS DE LA PERF ORACI ÖN

1. Caminatas 7.00 0.122. Inoperativos 30.00 0.503. Desinstalación del equipo y traslado 15.00 0.254. Preparación de 27 cebos 12.00 0.205. Carguio de taladros 30.00 0.506. Preparador del chispeador 3.00 0.057. Chispeo manual 7.00 0.12

SUB TOTAL 104.00 1.73

T O T A L 480.00 8.00(a) Control de tiempos de perforación (in situ).

Page 8: CALCULOS PERFORADORA
Page 9: CALCULOS PERFORADORA

A TMOSFERA S SEGÚ N LA S N OR MA S U .S.A . - 1962

ALTITUDm

PRESIONlb/pulg²

TEMPERATURA°C

DENSIDADlb/pie²

0 14,689 15,0 0.076100 14,515 14,4 0,076200 14,341 13,7 0,075300 14,167 13,1 0,074400 14,007 12,4 0,074500 13,848 11,8 0,073600 13,674 11,1 0,072800 13,355 9,8 0,071100 13,036 8,5 0,0691200 12,717 7,2 0,0681400 12,412 5,9 0,0671600 12,108 4,6 0,0651800 11,181 3,3 0,0642000 11,528 2,0 0,0632200 11,238 0,7 0,0622400 10,926 0,6 0,0602600 10,701 1,9 0,0592800 10,426 3,2 0,0583000 10,165 4,5 0,0573200 9,918 5,8 0,0563400 9,657 7,1 0,0543600 9,411 8,4 0,0533800 9,179 9,7 0,0524000 8,947 11,0 0,0514500 8,367 14,2 0,0485000 7,830 17,5 0,0465500 7,323 20,7 0,0436000 6,844 24,0 0,041

Los cambios de tiempo pueden dar lugar a que los valores tabulados para la presión alrededor del 0 – 5% y lo relativo a la Densidad varían en un 0 – 20% aproximadamente.

Sintetizando, de la Tabla de Control de Perforación anterior, se desprende que el tiempo “real” de perforación con una Jack leg es de 205.44 minutos para 140 pies de taladros; lo que significa que la velocidad media de perforación es de 1.47 min/pie de taladro (88 seg/pie).

Page 10: CALCULOS PERFORADORA

k.- Cálculos de rendimiento y avance de perforadora jack leg

Rendimiento de la perforadora ( R ) R = 60 min/hora * V * T * N Donde:R = Rendimiento de la perforadora; m/gdia.V = Velocidad de perforación; m/minT = Horas normales por guardia; 8 horas t = Horas netas de perforación; horasN = Factor de perforación; relación t/T; s/u

Avance teórico por disparo= R/Número de taladros/gdia; m

EjemploUna perforadora jack leg tiene una velocidad de avance de 10 pulg/min y trabaja 4.50 horas perforando 30 taladros durante la guardia normal de 8 horas de trabajo.Calcular el rendimiento del equipo y el avance teórico por disparo.

SoluciónR = 60 min/hora * (10 pulg/min * 0.0254 m/pulg) * 8 hora/gdia * (4.50/8) = 68.58 m de tal/gdiaAvance = 68.58 m de tal/odia/30 tl/gdia = 2.29 m

EjemploUna stoper avanza 12 pulg/min en un frente de 3 m * 3 m durante 3.5 horas; el tiempo de perforación por taladro es de 6 min. Calcular el número de taladros a perforar, elrendimiento y el avance teórico por disparo.

SoluciónNo. Taladros/gdia = (3.50 horas * 60 min/hora)/6 min/tal = 35 taladrosR = 60 * (12 * 0.0254 m/pulg) * 6 min/tal * (3.50/8) = 48.01 m/gdiaAvance teórico = 48.01 m/gdia/35 tal = 1.37 m

l.- Cálculo de costos

l.1.- Concepto de Costo:

Es la sumatoria de valores reales o financieros utilizados en la producción de un bien o en la prestación de un servicio y durante un periodo determinado. Puede ser referido a costos por volumen, por peso, por tiempo, por longitud, etc.

l.2.- Fines del Costos:- Conocer el valor de la actividad (gasto con respecto a lo producido)- Analizar las labores que intervienen y sus propios requerimientos- Servir de base para la toma de decisiones- Brindar información económica real y oportunamente

Page 11: CALCULOS PERFORADORA

l.3.- Tipos de Costos:

l.3.1.- Costos de Propiedad.- Constituidos por la AMORTIZACION del capital invertido en la adquisición del bien y por la DEPRECIACION del bien.En el precio de adquisición debe considerarse:

Precio FOB (Free on Board, Franco a Bordo), es decir el precio del bien puesto en el Puerto de origen o de embarque, o del vendedor. En este caso, los costos de embarque, impuestos, seguros y fletes al lugar de destino, son a cuenta del comprador.

Precio CIF (Cost, Insurance and Freight, costo, seguro y flete), es decir el precio de adquisición del bien puesto en el Puerto de destino o del comprador. En este caso, los costos de embarque, impuestos, seguros y fletes al puerto de destino es a cuenta del vendedor.

Cualquiera sea el caso, además se debe incluir los costos de transporte, embalaje, seguro, ensamble, etc. Se halla aplicando las siguientes fórmulas:

1.- Amortización:O monto periódico de devolución, pago periódico o recuperación del capital invertido. Se halla aplicando la siguiente fórmula:

a = A[((1 + i)n * i)/(1 + i)n - 1))]

También se aplica la siguiente fórmula:

a = (A * i * Fi)/Horas de operación por añoFi = (n + 1)/2n

Donde:a = AmortizaciónA = Monto invertido, monto del préstamo o Valor Presente i = Tasa de interésn = Vida útil del bien, número de cuotas de devolución.

Es en base a estándares y/o experiencias.Fi = Factor de inversión. En este caso, está dado en años.

2.- Depreciación:O disminución del valor por obsolescencia o por desgaste por operación del bien, o fondo de reposición. En principio este factor es difícil de establecer por ser muy variables las condiciones de trabajo y el servicio de mantenimiento o reparación del bien tratado. Para depreciar, se debe considerar el VALOR RECUPERABLE al final de su vida útil; este valor de salvataje oscila entre el 10 y el 25 % del costo de adquisición. El más usual es 20 % del costo de adquisición; el resto ( 80 % ), dividido entre la vida útil, constituye la Depreciación.

D = 0.8 * Precio adquisición/Vida útil

Se amortiza y se deprecia la perforadora y el afilador de barrenos.

Page 12: CALCULOS PERFORADORA

l.3.2.- Costos de Operación

3.- Costo de Mantenimiento:Constituido por los costos de mano de obra, materiales, instalaciones, herramientas, etc. durante la vida útil de cada bien adquirido.Este costo ofrece gran variación por las condiciones particulares de cada caso: EnArgentina, Chile y Brasil consideran el doble del Monto de Adquisición dividido por la vida útil. En Estados Unidos y en el Perú, generalmente se considera el Valor de Adquisición dividido por la vida útil (especialmente en minería). Se usa la fórmula:

M = Precio de adquisición/Vida útil

4.- Costo de aire comprimido4.a.- Para Perforación

= Consumo a cota de trabajo * costo/pie3 * 60 min/hora * TT Donde:TT = Tiempo total de perforación; horas

4.b.- Para Afilado de Barrenos= Consumo a cota de trabajo * costo/pie3 * 60 min/hora * TT * %

Donde:TT = Tiempo total de afilado de los barrenos durante la guardia.

Generalmente, sólo se afila durante el día (una sola guardia por día).% = Número de barrenos afilados para el tajo en estudio, del total de

barrenos afilados durante la guardia

5.- Costo de agua5.a.- Para Perforación

= Consumo/gdia * Costo por litro

5.b.- Para Lavado de Frente de Perforación= Consumo/gdia * Costo por litro

5.c.- Para Afilado de Barrenos= Consumo/gdia * Costo por litro * % Donde:% = porcentaje de consumo de agua para el afilado de los barrenos para el

tajo en estudio, del total de barrenos afilados en la guardia.

Page 13: CALCULOS PERFORADORA

6.- Costo de Implementos de Seguridad6.a.- Para Perforista y Ayudante

IMPLEMENTOS Cant. Costo$

DuraciónGuardias

Costo/gdia$

Casco minero 1 10 1560 0.0064Tapones para oídos (par) 1 2 52 0.0385Anteojos de seguridad 1 4 156 0.0256Respirador contra polvo 1 9 312 0.0289Filtro para respirador 1 1 6 0.1667Guantes de cuero (par) 1 3 13 0.2308Botas de jebe (par) 1 28 104 0.2692Pantalón de jebe 1 20 104 0.1923Saco de jebe 1 20 104 0.1923Mameluco 1 8 156 0.0513Lámpara a batería 1 100 1560 0.0641Correa porta-lámpara 1 12 936 0 . 012 8 TOTAL $ 1.2789

6.b.- Para Supervisores MinaExcluyendo Tapones para oídos, pantalón y saco de jebe, el Costo/gdia es de $0.5801. Este costo que corresponde a cada supervisor, debe dividirse entre las labores a su cargo.

6.c.- Para Afilador de BarrenosEs similar al costo de perforista, es decir el Costo/gdia es de $ 1.2789. Este costo se multiplica por el % de barrenos afilados para el tajo, del total afilados en la guardia.

7.- Costo de Herramientas y Accesorios para Perforación y Voladura

IMPLEMENTOS Cant. Costo$

DuraciónGuardias

costo/gdia$

Barretilla de 8 pies 1 15 156 0.0961Llave Stillson 18 pulgadas 1 30 312 0.0961Sacabarreno hechizo 1 5 312 0.0160Pico 1 9 156 0.0577Lampa 1 9 156 0.0577Combo de 6 libras 1 10 312 0.0321Cucharilla de 6 pies 1 3 120 0.0250Atacador de madera 1 2 20 0.1000Punzón 1 0,5 52 0.0096Cuchilla 1 0,1 78 0.0013Fósforo (cajita) 1 0,06 26 0.0023Manguera de aire (m) 10 60 208 0.2885Manguera de agua (m) 10 45 208 0.2164Aceite de lubricación 1/8 1 1 1 . 000 0 TOTAL 1.9986

Page 14: CALCULOS PERFORADORA

8.- Costo de Salarios/Leyes Sociales/IndemnizacionesAl salario que percibe el trabajador (100 %), se le incrementa los siguientes porcentajes, cuyos montos son retenidos o pagados a las instancias respectivas por el empleador.

S a l a r i o Que percibe el trabajador 100.00 %

Le ye s S oc i a l e s EsSalud 9.00 %SNP (Sistema Nacional de Pensiones) 11.00 %SCTR (Seguro Complementario de Trabajo de Riesgo

Ley 26790, se paga a seguros particulares) 3.60 %IES (Impuesto Extraordinario de Solidadridad, ex fonavi) 2.00 %

Sub total 25.60 %

I nde m n i z ac i ones

Tiempo de servicios (30 tareas) 9.90 %Gradtificaciones (60 tareas) 19.80 %Vacaciones (30 tareas) 9.90 %Enfermedad (D.L. No. 22482, 20 tareas) 6.60 %Dominicales (52 tareas) 17.16 %Feriados (10 tareas) 3.30 %

Sub total 66.66 %

TOTAL 192.66 %

N o ta : En el caso del perforista y su ayudante, se considera el 100%, en el caso de cada Supervisor, se divide entre las labores a su cargo durante la guardia y en el caso del afilador de barrenos, se multiplica por el % de barrenos.Estos porcentajes pueden variar, en base a modificaciones expresas (bonos de producción, vacaciones truncas, asignación familiar Ley 25129,sobretiempos, etc.).

9.- Costo de Barrenos

= (Costo adquisición juego/vida útil juego) * pie/gdia perforadoDonde:Costo adquisición juego = Costo de c/u de los barrenos utilizados

Vida útil juego:Patero 700 pies con 6 afiladasSeguidor 70 0 pies con 8 afiladasTotal 1400 pies

Pies perforados por taladro de 5 pies y por guardia: Patero 2 pie/tal * 27 tal = 54 pies/gdiaSeguidor 3 pie/tal * 27 tal = 8 1 pies/gdiaTotal 135 pies/gdia

Page 15: CALCULOS PERFORADORA

10.- Costo de Dinamita= Cartuchos/taladro * taladros a cargar * costo/cartucho

11.- Costo de Fulminantes Simples No. 6= Taladros a cargar * costo/fulminante

12.- Costo de Mecha de Seguridad= Longitud total de Mecha de Seguridad * costo/metro= (m/tal * No. tal + 1 m) * costo/m

1m = chispeador o mecha de seguridad

13.- Costo de Otros (Varios)Se considera aquí, los demás costos que intervienen directa o indirectamente en esta labor, como: transporte del personal,administrativos, convenios, utilidades (caso de terceros), etc.

= 10% del total de los costos anteriores, generalmente.

14.- COSTO TOTAL= Sumatoria de los costos anteriores

15.- COSTO POR TONELADA ROTA= Costo total/toneladas rotas

Eje rc ic io : Cálculo de costos Perforación - Voladura en Tajo

Jackleg SHENYANG YT 27 (incluye lubricadora) Costo de adquisición $ 3,300Vída útil, 20 meses (150,000

pies) Afiladora GRINDEX SENIORCosto de adquisición $ 2,200Vida útil, 60 meses

Barrenos IntegralesPatero $ 89Seguidor $ 107Total $ 196

Tasa de interés: 1.5% mensual1 mes, 26 días1 día, 2 guardias (excepto Afilado de Barrenos)

Costo Aire Comprimido: 0.0010 $/pie3

Horas totales de perforación: 3.43 horas Horas totales de lavado del frente: 0.17 horas Horas totales de afilado de barrenos: 6 horas Barrenos afilados por guardia: 40Costo de agua: 0.000008 $/ltSalarios:

Perforista $ 5.50AyudanteAfilador

$ 4.50$ 5.00

Capataz $ 7.00 ( 8 labores)Sobrestante $ 10.00 ( 24 labores)Jefe de Mina $ 15.00 ( 72 labores)

Page 16: CALCULOS PERFORADORA

Superintendente $ 20.00 (100 labores)Beneficios sociales e Indemnizaciones: 82.26 % del salarioCosto dinamita 7/8” * 7” * 65%: 0.42 $/cartuchoCosto fulminante simple No. 6: 0.32 $/unidadCosto mecha de seguridad: 0.36 $/m Longitud de mecha por taladro: 2.10 m Toneladas rotas por disparo: 30.33 TMS Cartuchos por taladro a cargar: 5Taladros a cargar: 27Consumo aire para perforación a cota de trabajo: 391.16 CFM Consumo aire para afilado a cota de trabajo: 38.25 CFM Consumo agua para perforación: 6,354 lt/gdiaConsumo agua lavado frente: 1,224 lt/gdiaConsumo agua para afilado barrenos: 540 lt/gdia

Solución:

1.- Amortización1.a.- Perforadora:a = 3 300[((1 + 0.015)20 * 0.015))/((1 + 0.015)20 - 1))]a = 192. 21 $/mesa = 192.21/(1 mes * 26 dias/mes * 2 gdia/día) = 3.70 $/gdia1.b.- Afiladora:a = 2 200[((1 + 0.015)60 * 0.015))/((1 + 0.015)60 - 1))]a = 55.87 $/mesa = 55.87 $/mes/((1 mes) * (26 Gdia/mes) *( 1 gdia/día)) = 2.15 $/gdiaa = 2.15 $/gdia * (2 barrenos/40barrenos/gdia) = 0.11 $/gdia

N o ta : 2/40 significa el número de barrenos afilados utilizados en la labor (2) con relación al número de barrenos afilados durante la guardia (40).

2.- Depreciación2.a.-Perforadora:D = (0.80 * 3,300 $)/(20 meses * 26 días/mes * 2 gdia/día) = 2.54 $/gdia

2.b.- Afiladora:D = (0.80 * 2,200 $ * 2/40)/(60 meses * 26 días/mes * 1 gdia/día) = 0.06 $/gdia

3.- Mantenimiento3.a.- Perforadora:M = 3,300 $ /(20 meses * 26 días/mes * 2 gdia/día) = 3.17$/gdia

3.b.- Afiladora:M = (2,200 $ * 2/40)/(60 meses * 26 días/mes * 1 gdia/día) = 0.07 $/gdia

4.- Costo de aire comprimido4.a.- Costo de aire comprimido para perforación

= 391.16 pie3/min * 0.0010 $/pie3 * 60 min/hora * 3.53 horas = 82.85 $/gdia

4.b.- Costo de aire comprimido para afilado de barrenos= 38.25 pie3/min* 0.0010 $/pie3 * 60 min/hora * 6 horas *

(2 barrenos/40 barrenos/gdia) = 0.69 $/gdia

5.- Costo de agua

Page 17: CALCULOS PERFORADORA

5.a.- Costo de agua de perforación= 6,354 lt/gdia * 0.000008 $/lt = 0.05 $/gdia

5.b.- Costo de agua para lavado frente perforación= 1,244 lt/gdia * 0.000008 $/lt = 0.01 $/gdia

5.c.- Costo de agua para afilado de barrenos= 540 lt/gdia * 0.000008 $/lt * (2 barrenos/40 barrenos/gdia) = 0,0002 $/gdia

6.- Costos de implemento de seguridadPerforista 1.2789 $/gdiaAyudante 1.2789 $/gdiaCapataz 0.5801/8 0.0725 $/gdia Sobrestante 0.5801/24 0.0242 $/gdia Jefe de Mina 0.5801/71 0.0081 $/gdia Superintendencia 0.5801/100 0.0058 $/gdia Afilador 1.2789 * (2/40) 0.0640 $/gdia

N ota : Se halló anteriormente= 2.7324 $/gdia

7.- Costo de herramientas y accesorios para perforación y voladuraSe halló anteriormente = 1.9986 $/gdia

8.- Costo de salariosPerforistaAyudante

5.5 * 1.92664.5 * 1.9266

10.60 $/gdia8.67 $/gdia

AfiladorCapataz

5 * 1.9266 * (2/40)7 * 1.9266/8

0.48 $/gdia1.69 $/gdia

SobrestanteJefe de MinaSuperintendente

10 * 1.9266/2415 * 1.9266/7220 * 1.9266/100

0.80 $/gdia0.40 $/gdia0.39 $/gdia

= 21.79 $/gdia

9.- Costo de barrenos= (196 $ * 135 pie/gdia perforad)/1400 pie VU = 18.90 $/gdia

Page 18: CALCULOS PERFORADORA

10.- Costo de dinamita= 5 cart/tal * 27 tal * 0.42 $/cart = 56.70 $/gdia

11.- Costo fulminante simple No. 6= 27 fulm.* 0.32 $/fulm. = 8.64 $/gdia

12.- Costo mecha de seguridad= ((2.10 m/tal * 27 tal) + 1 m) * 0.36 $/m = 20.77 $/gdia

SUBTOTAL = 226.03 $/gdia

13.- Costo de otros (varios)= 10% de costos anteriores = 22.60 $/gdia

14.- COSTO TOTAL = 226.03 + 22.60 = 248.63 $/gdia

COSTO/ TONELADA = 248.63 $/gdia/30.33 TMS/gdia = 8.20 $/TMS

Page 19: CALCULOS PERFORADORA

B.- Cálculos para Jumbos

1.- Número de perforadoras ( N )

N = (F * e)/(V * K)

2.- Capacidad de producción ( C )

C = (60 * F * N * e)/(F * B/S) + K + (F/V)

3.- Taladros perforados por hora

= C/F

Donde:F = Profundidad del taladro; pie/tale = Eficiencia del operador; 50 a 85 % V = Velocidad de perforación; pie/minK = Tiempo de cambio/colocación de varillas; minB = Tiempo medio de cambio de broca por otra; minS = Longitud media perforada por cada cambio de broca; pies

Eje rc ic io :

La perforación de un frente de Galería con Jumbo arroja los siguientes datos: Profundidad del taladro 7 piesEficiencia del operador 75 % Velocidad de perforación 3 pie/minTiempo de cambio/colocación de varillas 1.8 minLongitud de taladros por cambio de broca 230 piesTiempo medio de cambio de broca 1.5 minHallar N, C y taladro perforados por hora

Solución:

N = (7 * 0.75)/(3 * 1.8) = 0.97 = 1 perforadora (Jumbo de un brazo) C = (60 * 7 * 1 * 0.75)/(7 * 0.75/230) + 1.8 + (7/3) = 75.38 pie/hora Taladros perforados por hora = 75.38/7 = 10.77 tal/hora

4.- Velocidad de penetración ( V )

V = pies perforados por guardia/pies perforados por minuto; pie/minV = (2 * VR * T)/(A * E)

Donde:VR = Velocidad rotacional; RPM T = Torque aplicado; lb-pieA = Area del taladro; pulg. al cuadradoE = Energía específica; lb-pie/pie al cubo

Page 20: CALCULOS PERFORADORA

5.- Tiempo programado por guardia (TP/Gdia)

TP/Gdia = Sumatoria de tiempos de perforación, mantenimiento, reparación, cambio barrenos, cambio de brocas, tiempos improductivos; hora/gdia

6.- Porcentaje de uso del jumbo ( % )

% = TE/Gdia/TP/Gdia

Donde:TE/Gdia = Tiempo efectivo de perforación por guardia

7.- Tiempo total de perforación por guardia ( TT/Gdia )

TT/Gdia = tal/hora * L/V * %

Donde:L = Longitud media de los taladros; pies

8.- Tiempo efectivo de perforación ( TEP )

TEP = longitud total de perforación por guardia/pies perforados por minuto;min/gdia

9.- Pies perforados por guardia (Pie/gdia)

Pie/gdia = V * TEP

10.- Eficiencia de perforación (e)

e = (TP/Gdia – TEP) * 100/TP/Gdia

Cálculo de número de brazos y Producción

11.- Número de brazos

Nb = (Lv * e)/(VP * tm)

12.- Producción de Jumbo

Pj = (60 * LV * Nb * e)/((LV * tb/lb) + tm + LV/VP)) Donde:

Nb = Número de brazos por operadorPj = Producción del jumbo/operador;m/horaLV = Longitud de la varilla; mVP = Velocidad de penetración; m/hora

Tm = Tiempo de sacar varilla, movimiento de la deslizadera y emboquillado; 1 a2 min

Tb = Tiempo de cambio de broca; 1.5 a 3 minLb = Metros de barreno por cada broca; me = eficiencia del operador; 0.5 a 0.8

Page 21: CALCULOS PERFORADORA

C.- Cálculos para perforadoras ROTATIVAS

c.1.- Selección de un Tricono

El Empuje Máximo sobre un tricono viene dado por la expresión siguiente: EM = (810 * D2 /9); lb

El Empuje por unidad de diámetro se halla con la siguiente relación:

EJ = EM/D ; lb/pulgEl Empuje que debe proporcionar la perforadora se calcula a partir de la fórmula:

EP = (Resist. Compresión/5) * DLa resistencia a la compresión máxima de la roca se halla con la fórmula:

RC = EJ * 5; lb/pulg2

Ejemplo:En una explotación se desea perforar con un diámetro de 9 pulgadas una roca con una resistencia a la compresión de 30,000 lb/pulg2 (206.8 MPa). Hallar los empujes y la resistencia.

Solución:EM = 810 * 92 = 65,610 lbEJ = 65,610/9 = 7,290 lb/pulgEP = (30,000/5) * 9 = 54,000 lb

RC = 7,290 * 5 = 36,450 lb/pulg2 (251.3 MPa)

c.2.- Velocidad ascensional del detritusVa = (573 * Pr)/(Pr + 1) * Dp0.6

Donde:Va = Velocidad ascencional; m/minPr = Densidad de la roca; gr/cm3Dp = Diámetro de la partículo; mm

VELOCIDADES ASCENSIONALES RECOMENDADASTIPO DE ROCA VELOCIDAD MINIMA

m/minVELOCIDAD

MAXIMA m/minBlanda 1.20 1.80Media 1.50 2.10Dura 1.80 2.40

c.3.- Caudal de aire necesarioQa = Ab * Va = Va * (D2 – d2)/1.27Donde:Ab = Area de la corono circular entre la barra y la pared del taladro; m2D = Diámetro del taladro; m d = Diámetro de la barra; m

c.4.- Empuje sobre la rocaEm = 28.5 * RC * D Donde¨Em = Empuje mínimo; librasRC = Resistencia a la compresión de la roca, MPa

Page 22: CALCULOS PERFORADORA

D = Diámetro del tricono; pulgadas

EMPUJES LIMITES RECOMENDADOSDIAMETRO TRICONO

pulgadasEMPUJE LIMITE

libras5 1/8 21,0006 ¼ 31,0006 ¾ 37,0007 7/8 50,000

9 65,0009 7/8 79,00012 ¼ 121,000

c.5.- Velocidad de rotaciónLa velocidad de penetración aumenta con la velocidad de rotación hasta un límite impuesto por la evacuación de los detritus.

TIPO DE ROCA VELOCIDAD DE ROTACIONRPM

Blanda 75 – 160Media 60 – 80Dura 35 – 70

c.6.- Potencia de rotaciónHPr = (Nr * Tr)/5,250Donde:HPr = Potencia de rotación; HP Nr = Velocidad de rotación; RPMTr = Par de rotación; lb-pies

Cuando no se conoce el Par de rotación:

HPr = K * Nr * D2.5 * E1.5

Donde:K = Constante de la formación rocosa (Tabla)

CONSTANTE DE FORMACION ROCOSAROCA RESISTENCIA A LA

COMPRESION MPaCONSTANTE K

Muy blanda - 14.10-5

Blanda - 12.10-5

Medio blanda 17.5 10.10-5

Dura 210 6.10-5

Muy dura 476 4.10-5

c.7.- Velocidad de penetraciónVp = K * Nr * P‟Donde:Vp = Velocidad de penetraciónK = Constante que engloba condiciones reales que ensayos de perforabilidad no produceNr = RPM

Page 23: CALCULOS PERFORADORA

P‟ = Avance del tricono por cada revolución

c.8.- Vida útil del triconoVUt = Vp * Horas de duración cojinetes

c.9.- otros Cálculos de perforación

1.- Tiempo total de perforación por taladro (TT/tal)

TT/tal = Tiempo perforación por taladro + tiempo recuperación del varillaje;min/tal

2.- Eficiencia en función al tiempo ( % )

% = (8 hora/gdia – tiempo de mantenim, reparación, improductivos, etc.)/8 hora/gdia; %

3.- Velocidad de perforación ( V )

V = Longitud media del taladro/tiempo total de perforac./tal; m/min

4.- Tiempo total de perforación por guardia (TT/Gdia)

TT/Gdia = (Num. Taladros * longitud c/taladro)/(veloc.perforac. * e); min/gdia

5.- Tiempo de demoras en la perforación

= 8 hora/gdia – TT/Gdia; min/gdia

6.- Tonelaje roto a extraer por disparo

= ancho * longitud * profundidad efectiva taladros * p.e.; ton/disparo

Eje rc ic io :

En un tajo abierto, la perforación de un banco de 12 m * 20 m de sección, se tienen los siguientes parámetros:

Número de taladros perforados/odia, 15Profundidad media de los taladros incluyendo sobreperforación, 12.1 mSobreperforación 2.00 mTiempo de perforación por taladro 16.10 minPeso específico (p.e.) del mineral 2.83Tiempo de recuperación columna de perforación 1.10 min/talTiempos de mantenimiento, reparación, refrigerio, trasalados, etc. 2.5 horas/gdiaHallar los resultados con las fórmulas descritas.

Page 24: CALCULOS PERFORADORA

Solución:

TT/tal = 16.10 + 1.10 = 17.20 min/tal% = 8 – 12.5/8 = 68.75 %V = 12.5/17.20 = 0.73 m/minTT/Gdia = 15 * 12.5/0.73 * 0.6875 = 374 min/gdiaTiempo demoras perforación = 8 – 6.23 = 1.77 horas/gdiaTon rotas = 12 * 20 * (12.5 – 2) * 2.83 = 7,131.60 ton/disparo

d.- Cálculo de potencia de tracción de la broca

La potencia o fuerza de tracción requerida puede calcularse aplicando la fórmula:

HP = ((RR + GR) * S)/(33 000 * Em * Eh)

Donde:HP = Potencia o Fuerza requerida para la tracción; HP RR = Resistencia al rodamiento; lbs

= U * W * 0,001U = Coeficiente de tracción

15 a 30 para tren de rodaje sobre rieles400 para tren de rodaje sobre orugas100 a 250 para tren de rodaje sobre llantas

W = Peso del pistón; lbsGR = Resistencia de la gradiente; lbs

= % * W * 0,01S = Velocidad; 80 a 500 pie/minEm = Eficiencia de impulso mecánico; 0,80 a 0,95Eh = Eficiencia de impulso hidrostático; 0,50 a 0,75