Ejercicios en Mineria Superficial

Problema de aplicación Nº 1 En una operación minera trabajada por el método de open pit, se tiene la siguiente información de campo:  Resistencia comprensiva de la roca Sc = 60.000psi.  Peso de la perforadora W = 300.000lbs.  Diámetro de la broca ø =11¼"  RPM = 80 Se pide calcular: • El rango de penetración (PR). • Discutir los resultados. Solución

  W RPM PR   61  28 Log SC  x 300   Donde: PR = rango de penetración (pies/hr) Sc =Resistencia compresiva uníaxial en 1000 psi. W/Ø = peso por pulgadas del diámetro de la broca en 1000 lb. RMP = velocidad rotativa RMP del barreno Reemplazando valores, se tiene:

  0.65 x300  80  PR   61  28 Log 60      11.25  300    195  80  PR   61  28Log 60      11.25  300 

PR  11.212 17.330.27  PR  52.5 pies / hr PR  52.5 pies / hr 0.3048m / pies  PR  15.99m / hr PR  16m / hr Efectivamente es como Ud. dice la Sc de la roca 60,000 psi, se considera en 1000; por tanto, es 60 psi, y también se considera el 65% del pero bruto de la perforadora que sería W = 300 X 65% = 195 lbs. Para el pero bruto de la perforadora también se considera en 1000 de lbs.

Problema de aplicación Nº 2 El estudio de factibilidad de un proyecto minero, indica que este es rentable, y por lo tanto debe implementarse. Dicho proyecto minero debe ser explotado por el método de open pit. Los ingenieros que trabajan en este proyecto debían hacer la selección de las perforadoras rotativas que permitan cumplir con la producción requerida. La información disponible es la siguiente: a.    

Producción requerida Mineral: 30,000 Tm./día Resistencia compresiva (Sc): 25,000 psi. Desmonte: 90,000 Tm./día Resistencia compresiva (Sc): 15,000 psi.

b.      

Datos de campo Diámetro de los taladros BHD: 9 7/8” Altura de banco BH: 50 Sobre perforación S/D: 5 Taco ST: 15 Factor de carga del mineral L.F: 0.8Lb/Tm. Factor de carga del desmonte L.F: 0.4 Lb/Tm.

c. Las perforadoras disponibles en el mercado y sus especificaciones técnicas.  BE-40R Wmax: 60,000 Lbs. RPM max: 70 Costo: $ 1 000,000  BE-61R Wmax: 90,000 Lbs. RPM max: 70 Costo: $ 1 500,000

i. ii. iii.

Se pide: El equipo de ingenieros de mina del Dpto. de planeamiento de minado deberán llevar a cabo la selección de las perforadoras Optimizar la decisión desde un punto de vista técnico-económicoecológico Discutir los resultados

Algoritmo de solución a. Relación de desbroce (SR).

S .R 

30,000 Tm / ineral 90,000 Tm / desmonte



1 3

b. Calculo del rango de penetración (PR) de la 40R para mineral

 W RPM  PR   61  28 Log SC  x 300   b.1) Para el mineral

 600.65  70  PRore  (61  28 log 25)    9.875  300   39  70  PRore  (61  28 log 25)    9.875  300  PRore  (61  39.14)3.950.23 PRore  (21.86)3.950.23 PRore  19.86 pies / hr.

b.2) Para el desmonte

 900.65  70  PRwaste  (61  28 log 15)    9.875  300   58.5  70  PRwaste  (61  32.93)    9.875  300  PRwaste  (28.07)5.920.23 PRwaste  38.22 pies / hr. c. Rendimiento promedio ponderado para BE-40R considerando S.R = 1/3

RPPBE  40 R 

19.861  38.223  33.63 4

RPPBE  40 R  33.63 pies / hr.

c.1) Perforadora BE-61R: Para el mineral

 90 x0.65  70  PRore  (61  28 log 25)    9.875  300   58.5  70  PRore  (61  28 log 25)    9.875  300  PRore  (61  39.14)5.920.23 PRore  29.76 pies / hr.

c.2) Perforadora BE-61R: Para el desmonte

 90 x0.65  70  PRwaste  (61  28 log15)    9.875  300   58.5  70  PRwaste  (61  32.93)    9.875  300  PRwaste  (28.07)5.920.23 PRwaste  38.22 pies / hr.

d. Rendimiento promedio ponderado para BE-61R considerando S.R = 1/3

RPPBE 61R 

29.761  38.223  36.11 4

RPPBE 61R  36.11 pies / hr.

e. Cálculos para tomar la decisión optima Este análisis se basara en lo siguiente:  El rendimiento promedio ponderado de ambas perforadoras  El costo de ambas

BE  40 R 33.63 pies / hr. $1 000,000   BE  61R 36.11 pies / hr. $1 500,000 BE  40 R  0.93    BE  61R

BE-61R=36.11pies/Hr. = $1500,000 BE-40R=33.63pies/Hr. = $1000,000 De acuerdo a () la BE-40R debe ser seleccionada por el incremento en el rendimiento de esta. Si se usara la BE-61R, no justifica el incremento en el precio esta perforadora.

La consecuencia de tener una excesiva bailing velocity es que se estaría consumiendo presión de aire en exceso, aumentando el costo innecesariamente. Formula del Dr. Alan Bauer para calcular la bailing velocity

BV 

185.18Q  D2  d 2





Donde: BV = Velocidad de barrido (bailing velocity), CFM Q = Capacidad de aire comprimido de la compresora, CFM D = diámetro del taladro (inches) d = diámetro del barreno (inches) Efectivamente, es como Ud. dice la B.V. es directamente proporcional a la capacidad de la compresora, e inversamente proporcional al área anular formada por el diámetro del taladro menos el diámetro del barreno. No existe ningún limite mínimo de área anular; se debe tener presente que dicha área anular debe ser determinada cuando se realiza el planeamiento de minado y se realiza la selección de las perforadoras, teniendo en cuenta todos los parámetros que se deben tomar en cuenta para llevar a cabo el planeamiento de minado. Finalmente, se debe mencionar que el valor recomendado a nivel mundial para efectuar una eficiente evacuación de detritus formados durante la perforación es de: 5,000 pies/minuto.