Gestion Integral P&T. Final - Copia

Diapositiva 1

GESTION INTEGRAL DE P&T

Prediccin y Medicin de la FragmentacinEdgardo BravoLuis Lizardi Pimienta Andrs RojasProfesor: Sr. Jorge CubillosSbado 28 de Enero del 2012

Departamento de Ingeniera Minas Facultad de IngenieraUniversidad de la Serena1AgendaModelo de Kuz-Ram Ecuaciones KuznetsovEcuacin de Rosin RammberMtodos de Medicin Mtodo digital: WipFragAnlisis comparacin modelo Kuz-Ram y WipFrag.

sbado, 28 de enero de 20122Gestin Integral de Perforacin y Tronadura

2Factores que influyen en la fragmentacin

Factores no Controlablessbado, 28 de enero de 20124Gestin Integral de Perforacin y TronaduraDensidadEn general las rocas de baja densidad se deforman y rompen con facilidad, requiriendo un factor de energa relativamente bajo Las rocas ms densas precisan una mayor cantidad de energa para lograr una fragmentacin satisfactoria, as como un buen desplazamiento y esponjamiento.sbado, 28 de enero de 20125Gestin Integral de Perforacin y Tronadura

-Aumentar el dimetro de perforacin para elevar as la presin del taladro.-Reducir el esquema y modificar la secuencia de encendido.-Mejorar la efectividad del retacado con el fin de aumentar el tiempo de actuacin de los gases y, hacer que estos escapen por el frente libre y no por el retacado.sbado, 28 de enero de 20126Gestin Integral de Perforacin y Tronadura

Resistencias dinmicas de las rocasLas resistencias estticas a compresin y a traccin se utilizarn en un principio como parmetros indicativos de la aptitud de la roca a la voladura. As, se defini el ndice de Volabilidad (Hino, 1959) como la relacin RC / RT de modo que a un mayor valor resultara ms fcil fragmentar la roca.sbado, 28 de enero de 20127Gestin Integral de Perforacin y Tronadura

PorosidadExisten dos tipos de porosidad: la intergranular o de formacin y la de disolucin o post-formacin.La primera, cuya distribucin en el macizo puede considerarse uniforme, provocados efectos:-Atenuacin de la energa de la onda de choque.-Reduccin de la resistencia dinmica a la compresin y, consecuentemente, incremento de la trituracin y porcentajes de finos.sbado, 28 de enero de 20128Gestin Integral de Perforacin y Tronadura


LitologaLas voladuras en zonas donde se produce un cambio litolgico brusco, por ejemplo estril y mineral, y consecuentemente una variacin de las propiedades resistentes de las rocas obliga a una reconsideracin del diseo, pudiendo seguirse dos caminos:-Esquemas iguales para los dos tipos de roca y variacin de las cargas unitarias.-Esquemas distintos pero con igual carga por taladro. Esta disposicin suele adoptarse manteniendo igual la dimensin del burden, ya que la introduccin de un esquema BxS distinto en cada zona entraara una mayor complejidad de perforacin y un escalonamiento del nuevo frente creado.sbado, 28 de enero de 201210Gestin Integral de Perforacin y Tronadura


Fracturas preexistentesTodas las rocas en la naturaleza presentan algn tipo de discontinuidad, microfisuras y macrofisuras, que influyen de manera decisiva en las propiedades fsicas y mecnicas de las rocas y, consecuentemente, en los resultados de las voladuras.Las superficies de discontinuidad pueden ser de distintos tipos: planos de estratificacin, planos de laminacin y foliacin primaria, planos de esquistosidad y pizarrosidad, fracturas y juntas.Las discontinuidades pueden ser cerradas, abiertas o rellenas, y por ello con diferentes grados de transmisin de la energa del explosivo.La fragmentacin est influenciada por el espaciamiento entre taladros, la separacin entre juntas y el tamao mximo de bloque admisible.sbado, 28 de enero de 201212Gestin Integral de Perforacin y Tronadura


Factores controlables

sbado, 28 de enero de 201214Gestin Integral de Perforacin y TronaduraGeomtricas



Qumico fsicas o ExplosivosSon productos qumicos que encierran un enorme potencial de energa, que bajo la accin de un fulminante u otro estmulo externo reaccionan instantneamente con gran violencia.Se fabrican con diferentes potencias, dimensiones y resistencia al agua, segn se requiera.Un explosivo genera:1. Un fuerte efecto de impacto que tritura la roca.2. Un gran volumen de gases que se expanden con gran energa, desplazando los fragmentos .sbado, 28 de enero de 201217Gestin Integral de Perforacin y Tronadura

Propiedades ms importantes de los ExplosivosPropiedades importantes respecto a la seguridad en su empleo:La sensitividad o capacidad para reaccionar con el fulminante o elemento detonador.La sensibilidad o simpata es la capacidad para transmitir la onda de detonacin en su masa y otros explosivos.Propiedades importantes que influyen en la fragmentacin de la roca:La potencia relativa de la mezcla explosiva (TRAUZL)Brisance o poder rompedor (HESS)sbado, 28 de enero de 201218Gestin Integral de Perforacin y Tronadura

BRISANCE-Es el efecto demoledor o triturador que aplica el explosivo sobre la roca para iniciar su rompimiento.Como factor dinmico de trabajo es consecuencia de la onda de choque y est vinculado a la densidad y a la velocidad de detonacin.TRAUZL-Es el efecto de expansin y empuje del material roto, para desplazarlo y formar la pila.-Es la medida del contenido de energa del explosivo y del trabajo que puede efectuar.sbado, 28 de enero de 201219Gestin Integral de Perforacin y Tronadura

Introduccin Prediccin y fragmentacin en la P&TFragmentacin parmetro importante Buena fragmentacin implica optimizacin de procesosReduccin de costosNecesidad de predecir la fragmentacinModelos matemticos

sbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura20Prediccin de la Fragmentacin por Kuz-RamPrediccin tamao medio de la fragmentacin

Relacin tamao medio fragmentos y energa por unidad de volumen

Factor de carga TNT

Estructura Geolgica

Se necesita la distribucin real de tamaossbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura21

21Ecuacin Kuznetsovsbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura22

Curva de Rosin RammberDescripcin razonable fragmentacin de la rocaEl punto medio se determina por ecuacin de Kuznetsov

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Conociendo Xc y n se puede graficar la curvasbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura24

Ecuacin para obtener nPara obtener n se utilizo datos de campo

Precisin de Perforacin

Burden/diametro del pozo

Plantilla de perforacin cuadrada o alternada

E/Bsbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura25

La forma del algoritmo utilizado actualmente es:


Ecuacin para Tamao Caracterstico (Xc)sbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura27

Ecuacin con 2 explosivos diferentes en el taladron determina la curva de Rosin-RammlerValores altos indican tamaos uniformesValores bajos indican amplio rango de tamaossbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura28

Ecuacin de kuznetsov para cualquier explosivosbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura29

Clculo para factor triturante (carga especifica) K:Reemplazando tenemos:

Despejando K tenemos:sbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura30

Limites para ACunningham describe limites incluso para rocas muy dbiles:

Limite inferior para A=8

Limite superior para A = 12


Para una mejor seleccin de Asbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura32

ndice de Lillyndice de cuan difcil es volar la roca:sbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura33

Consumo Especficos de explosivos y factores de energasbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura34

ConclusinMejor modelo para predecir fragmentacin

Apoyo de software

Para optimizar rentabilidad se debe optimizar la fragmentacin


Introduccin La minera actual permite expandir la gama de mediciones para determinar la distribucin granulomtrica en las faenas mineras, introduciendo la tecnologa a travs de anlisis fotogrficos, con el propsito de optimizar y facilitar la toma de muestras. El objetivo de realizar mediciones, esta vinculado a corregir o respaldar los modelos predictivos, con el fin de que los procesos que sigan aguas abajo (planta), no se vean perjudicados por diseos basados en valores nominales que no se aproximan a los reales.Los alcances de este tipo de mediciones, pueden incluir tanto la minera a cielo abierto, como las minas subterrneas.


Mtodos de medicin de fragmentacinMedidas fsicas y tamizaje Estadstica de anlisis de produccinConteo de sobre tamaosMtodos visuales asignando una notaProcesamiento digital de imgenesMtodos hbridos (visual & digital)


Mtodos digitales (fotografa)Ventajas mtodo digital

Rapidez en la toma de datos

No interfiere mayormente en la produccin

Se pueden analizar varias imgenes sin mayor costo

De fcil aplicacin


Mtodos digitales (fotografa)Desventajas:

Errores de muestreo

Delineacin de fragmentos es en algunos casos subjetivo

Errores de escala

Errores en el procesamiento

Medicin de finos

Medidas son en dos dimensiones


WipFragSe potencia con el avance tecnolgico

Visualiza la roca tronada como una red de fragmentos

Existen dos mtodos:

Mtodo Manual: Resultados Confiables

Anlisis Automtico: Resultados Inexactos


Metodologa WipFragAdquisicin muestra fotogrfica

Procesamiento de las muestras fotogrficas

Escalar la imagen

Delineacin de los fragmentos

Calculo de tamaos

Generacin del Grfico


Comparacin modelo de prediccin de fragmentacin Kuz-Ram versus resultados demediciones en terreno con sistema WipFragResultados Modelo Kuz-Ram


Resultados Sistema WipFrag

Anlisis comparacin modelo Kuz-Ram y WipFrag.Algunas Situaciones para analizar:

(1) La prediccin del modelo sea igual a lo registrado mediante el sistema WipFrag (X50 Kuz-Ram= X50 WipFrag; n kuz-Ram= n WipFrag).

(2) La prediccin del modelo tenga igual coeficiente de uniformidad que el sistema WipFrag, pero diferente tamao medio (X50 Kuz-Ram X50 WipFrag; n kuz-Ram= n WipFrag).

(3) La prediccin del modelo tenga distinto coeficiente de uniformidad que el sistema WipFrag, y diferente tamao medio (X50 Kuz-Ram X50 WipFrag; n kuz-Ramn Wipfrag).


Anlisis comparacin modelo Kuz-Ram y WipFrag.Caso (1) La prediccin del modelo sea igual a lo registrado mediante el sistema WipFrag


Anlisis comparacin modelo Kuz-Ram y WipFrag.Caso (2) La prediccin del modelo tenga igual coeficiente de uniformidad que el sistema WipFrag, pero diferente tamao medio


Incorrecta definicin de factor de roca A

No consideracin de otras propiedades del explosivo, principalmente VOD

Anlisis comparacin modelo Kuz-Ram y WipFrag.Caso (3) La prediccin del modelo tenga distinto coeficiente de uniformidad que el sistema WipFrag, y diferente tamao medio.


Problema de Muestreo

Nmero de imgenes insuficientes

Imposibilidad operacional en la toma de imgenes

Diferentes condiciones de luz en la toma diaria de imgenes.

Anlisis comparacin modelo Kuz-Ram y WipFrag.Caso (3).


Problema determinacin del coeficiente de uniformidad definido porCunningham.

No se considera la calidad de la roca, slo las caractersticas de diseo.

No se considera el tipo de roca

Soluciones

Definir n real mediante mediciones de terreno y su relacin con el n determinado por Cunningham.

Utilizar el coeficiente corregido para realizar las simulaciones de fragmentacin

ConclusinEl uso de los modelos requiere tener definida las propiedades relevantes de la roca.Necesidad de utilizar en los modelos un ndice de la caractersticas del explosivo.Los resultados en la medicin de la fragmentacin dependen de la calidad del muestreo realizado.Restricciones operacionales en la toma de imgenes en la pila pueden generar sesgos importantes.Las herramientas de prediccin y medicin juntas pueden lograr resultados que permitan calibrar los modelos para condiciones actuales de tronadura.Una razonable prediccin de la tendencia de la distribucin de tamaos se logra una vez calibrado adecuadamente en base a mediciones con WipFrag.


Conclusiones GeneralesSe debe llegar a una fragmentacin Sustentable, en trminos simples, Fino sin Daar.El cambiar la distribucin granulomtrica (ms finos) comprometindose, implica:- Ms rendimiento de las palas.- Mejor factor de llenado de los camiones y rendimiento.- Menor utilizacin de equipos de apoyo. - Efecto favorable en el rodado y rendimiento de neumticos - Menos tiempo de chancadoLa simulacin de la fragmentacin resultante de una tronadura es uno de los parmetros bsicos de xito, ya que de ella depende la eficiencia de procesos aguas abajo.Corregir la prediccin con la mediciones, trae mejoras significativas.sbado, 28 de enero de 2012Gestin Integral de Perforacin y Tronadura49

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