curso introduccion ingenieria minas
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Introducción a la Ingeniería en Minas
Dr. Juan Pablo Hurtado Cruz
Prospección o Exploración
Estimación o Evaluación de los Recursos
Desarrollos
Operación o Explotación
Procesamiento
Fundición‐Refinación
Manofacturación
Fortificación
Carguío y Transporte
Acuñadura
Ventilación(subterr.)
Tronadura
Perforación
Ciclo Básico Productivo
Ciclo Básico Productivo = Perforación + Tronadura +Carguío + Transporte
+ Fortificación (acuñadura y métodos de sostenimiento)
+ Ventilación (Principal y Auxiliar)
¿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.
¿Qué factores intervienen en la Tronadura?
Detonadores
Roca
Recurso humano
Métodos Perforación
Explosivos
Perforación y Tronadura (Minería)
Desarrollo de Obras Subterráneas
(Galerías, Túneles, Piques y Cavernas)
(Superf. Y Subtrr)Reducción Secundaria o “Cachorreo” de colpas grandes
(Superf. Y Subtrr)Tronadura de Producción (Mineral)
Desarrollo de Obras en Superficie
(Caminos, Rampas, Bancos en Estéril)
Piques
Cavernas
Rampas
Túneles y Galerías
Obras Civiles y Minerassubterráneas
Obras Civiles y Minerassubterráneas
Desarrollo de Obras Subterráneas (Galerías, Túneles, Piques y Cavernas)
Excavación de Túneles y Galerías
Desarrollo de Obras Subterráneas (Galerías, Túneles, Piques y Cavernas)
Desarrollo de Obras en Superficie (Caminos, Rampas, Bancos en Estéril)
Camino Rampa
(Superf. Y Subtrr) Reducción Secundaria o “Cachorreo” de colpas grandes
Cachorreo (P y T) o bien uso de “Conos Rompedores”
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•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.
EXPLOSIVOS
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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 pLa póólvora negralvora 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 dinamitasLas dinamitas
Tiro
Carga de Columna
Carga de Fondo (Cebo)
Iniciador (detonador)
Taco
Línea de Encendido
Burden
Propiedades de los explosivos
• Densidad• Energía Específica• Resistencia al agua• Velocidad de Detonación• Estabilidad Química• Sensibilidad
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SELECCION DE EXPLOSIVOS
CALIDAD DE LA ROCA
FRACTURADA / POCO COMPETENTE
HOMOGÉNEA / COMPETENTE
VELOCIDAD DE DETONACIÓN
PRESIÓN DE DETONACIÓN
DENSIDAD
POTENCIA ( ENERGÍA )
BAJAALTA
BAJA
BAJA
BAJA
ALTA
ALTA
ALTA
VOLUMEN DE GASESALTOMEDIO
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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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Explosivos Industriales (carga de columna)
• Existen varios tipos de explosivos industriales:
– ANFO
– Acuageles
– Emulsiones
– ANFOs pesados
– Anfos de baja densidad
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
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.
Shank adapter Coupling
Hex. drifter rod
Round drifter rod
Hex. drifter Speedrod
Button bit
Guide button bit
Cross-type bit
Dome reaming bit
Reaming equipment
Selección
El diámetro de la perforación deseada
Tipo de roca
La perforadora
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
La elección del acero de perforación depende de:
Factores que influyen en el costo:
Cuidado y mantención de los acerosCircuito del inventarioCaracterísticas de la rocaDesviación del barrenoExperiencia del operadorPerdidasTiempos de panas de equiposAbusosAdministración y gestión
Swellex
Expansion shell
SplitSet
Rebar, ResinRebar, Cement
Perforación de Sostenimiento (Pernos)
Bibliografía:
•Contreras, E.; Métodos y Sistemas de Explotación. Dpto. Ingeniería en Minas, Universidad de Santiago de Chile, 1995.
•Hartman, H. Introductory Mining Engineering. John Wiley and Sons, 1987. ISBN 0‐417‐82004‐0
•Atlas Copco. “Manual de Atlas Copco”. Cuarta Edición. 1987.
•Atlas Copco. “Guía de la Minería Subterránea, Métodos y Aplicaciones”. 1988.
•Lopez Jimeno, “Manual de Perforación y Voladura de Rocas”, Instituto Tecnológico Geominero de España.
•Atlas Copco. “Manual de Atlas Copco”. 2008.