Capitulo III
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CAPITULO III 3. AREA DE MATERIAS PRIMAS DE CEMENTO SUR S.A El área de materias primas de Cemento Sur S. A el departamento que está a cargo de todo las actividades que se realiza en la cantera de la planta. El objeto principal del área de materias primas es la de abastecer la materia prima que necesita la planta de cemento sur la cual demanda de la diversidad de materias que es necesario para la fabricación de cemento y cal. Materias primas está a cargo principalmente a la explotación de la caliza ya que es la principal materia prima que requiere la planta de Cemento Sur, también esta se dedica da a la explotación de otros materiales como; puzolana, arcilla roja y oxido de fierro, las cuales actúan como complemento en la planta para la fabricación de cemento y cal. El área de materias primas está a cargo de operaciones que hacen posible la explotación de materia prima para la planta como: perforación, voladura, carguío y transporte, chancado, etc. A continuación describimos las operaciones y ciclos que se emplean para cumplir con el objeto que tiene, la cual es satisfacer con la demanda de la planta de tratamiento de cemento. 3.1 METODO DE EXPLOTACION La cantera de Cemento Sur S. A se presenta en la forma de afloramientos de grandes bloques de caliza con demanda de la planta debido a que la cantera presenta afloramientos de grandes bloques de caliza, el método de explotación que se emplea es el de explotación superficial (explotación por canteras). El diseño de los bancos, en el método de explotación por canteras, es de 10m de altura de nivel a nivel, con un Angulo de talud de 60-70% con un ancho de 7-8m. De rampa y una pendiente
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CAPITULO III3. AREA DE MATERIAS PRIMAS DE CEMENTO SUR S.A
El área de materias primas de Cemento Sur S. A el departamento que está a cargo de todo las actividades que se realiza en la cantera de la planta.
El objeto principal del área de materias primas es la de abastecer la materia prima que necesita la planta de cemento sur la cual demanda de la diversidad de materias que es necesario para la fabricación de cemento y cal.
Materias primas está a cargo principalmente a la explotación de la caliza ya que es la principal materia prima que requiere la planta de Cemento Sur, también esta se dedica da a la explotación de otros materiales como; puzolana, arcilla roja y oxido de fierro, las cuales actúan como complemento en la planta para la fabricación de cemento y cal.
El área de materias primas está a cargo de operaciones que hacen posible la explotación de materia prima para la planta como: perforación, voladura, carguío y transporte, chancado, etc.
A continuación describimos las operaciones y ciclos que se emplean para cumplir con el objeto que tiene, la cual es satisfacer con la demanda de la planta de tratamiento de cemento.
3.1 METODO DE EXPLOTACION
La cantera de Cemento Sur S. A se presenta en la forma de afloramientos de grandes bloques de caliza con demanda de la planta debido a que la cantera presenta afloramientos de grandes bloques de caliza, el método de explotación que se emplea es el de explotación superficial (explotación por canteras).
El diseño de los bancos, en el método de explotación por canteras, es de 10m de altura de nivel a nivel, con un Angulo de talud de 60-70% con un ancho de 7-8m. De rampa y una pendiente que varía desde 5 a 9% en los accesos alas tajos y niveles de las operaciones.
3.2 OPERACIONES UNITARIAS
El método de explotación por canteras cubre la mayoría de las etapas del método de explotación de la minería superficial, con algunas características que la distinguen del método de explotación por canteras.
El ciclo de minado que seque se tiene en la cantera de Cemento Sur S. A es en la siguiente orden
1. Perforación2. Voladura3. Carguío4. Transporte
5. Chancado
A continuación describimos cada una de las etapas que se mencionó anterior con las características peculiares que posee cada etapa de la explotación por canteras.
3.2.1 PERFORACION:
La perforación es la primera etapa del ciclo de explotación en la cantera cemento sur y es el inicio de todas las actividades que se realizan en la cantera.
La perforación cosiste en la elaboración de agujeros cilíndricos denominados taladros, la cual se logra con máquinas diseñadas exclusivamente para este fin. Para el logro de la elaboración de los taladros, las máquinas perforadoras cumplen el trabajo percusión y rotación, la cual se transmite mediante una barra denominada barreno y que finalmente el trabajo lo realiza la broca, la cual se expresa en forma de golpe y presión directa con la roca, para así lograr a ser los taladros correspondientes para luego cargar estos taladros con explosivos para su respectiva voladura.
En la cantera Cemento Sur, la perforación se divide en dos tipos de perforación: perforación primaria y perforación segundaria, las cuales cada una tienen sus respectivas características y peculiaridades de cada tipo de perforación que se aplica en la cantera.
A continuación describimos cada una de los tipos de perforación que se aplican en la cantera de Cemento Sur S.A
3.2.1.1 Perforación Primaria
Se llama a la perforación de talados con parámetros y procedimientos ya establecidos, para el logro de estos procedimientos se emplean equipos de perforación diseñadas para este fin.
Se perfora talados de 10m. De profundidad con diámetro que varían de 31/2 a 41/2 pulgadas, con un factor de potencia de 0.14 a 0.18 kg-exp./TM y con barras de 8ª 10 pies de longitud.
A continuación desarrollaremos los cálculos que influyen en la perforación
Altura de Banco.Este parámetro está directamente incluido en función al equipo de carguío, formas de afloramiento del cuerpo mineralizado, capacidad del cucharon y del brazo del cucharon. El cargador 980H CAT, propiedad de la cantera , posee una capacidad de cuchara de 4.5m3, una altura de levante de 4726mm y a una descarga de 45°, teniendo en referencia estas características del equipo de carguío, es que se aplica una altura de banco de 10metros.
FOTO: Tajo
Malla de Perforación.
En la cantera cemento sur se utiliza una maya triangular, esto debido a la determinación de parámetros como ; características de la roca , densidad de la roca, densidad del explosivo, altura de banco, ancho de la berma, Angulo de perforación, energía del explosivo, consumo de explosivo. También se maneja esta malla de perforación a su gran efectividad, eficiencia y rendimiento en la voladura. Actualmente las dimensiones de la malla son
Malla Área de influencia Tipo de roca3.0m x 3.5m 10.5m2 suave
Diámetro del Taladro.Esta incluido por los equipos de perforación, ya que cada uno de estos equipos posee su propio diámetro de broca. En la cantera de cemento sur se posee equipos de perforación de diferentes tipos de diámetro de broca, las cuales son: Atlas Copco Modelo CM780D, con un diámetro de broca de 4.5´: un Trackdrills a oruga, con un diámetro de 3.5´ de broca. En los cálculos se considera los diámetros que se mencionaron.
Burden.Para el cálculo de burden se ampliara el modelo teórico de George parece, la cual es;
B=Kx D1000
x √ PoDStdDonde:
B = burden (m)
K = constante que depende de las características de la roca, varían entre (0.7 – 1.0). Para la roca caliza, que posee un RQD=75, la constante de la roca será: K=0.79
D = diámetro del taladro (mm). Para nuestro caso se aplica los diámetros de D=88.9mm (3.5 plg) y D=114.3mm (4.5 plg).
PoD = presión de detonación (kg/cm2). Para nuestro caso PoD=183139.3kr/cm2, para una densidad de explosivo p=830g/m3 y la velocidad de detonación del
explosivo VoD=3000m/s. reemplazando en la formula PoD=( pxVoD 2)
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Std= resistencia dinámica de la roca (kg/cm2). Para nuestro caso std= 95.19kg/cm2.
Reemplazando en la formula Std = 8%Sc
Con todos estos datos finalmente se puede hallar el Burden.
B= 0.070231x43.862674
B=3.1 para fines practicas se utiliza un Burden B=3.0metros.
Espaciamiento.
El espaciamiento será la distancia entre los taladros perpendiculares al burden,
normalmente están en rangos de 1 a 1.8 veces la distancia del burden. La distribución
de la energía optima resulta cuando el espaciamiento es igual a 1.15 veces al burden
Para el cálculo del espaciamiento aplicamos la siguiente ecuación:
S=1.15B
Sobre perforación.
La sobre perforación varía según al barrenos perforados, por lo general este varía
entre 9 a 12% del diámetro del taladro. En nuestro caso existen dos diámetros de
perforación (D=88.9mm y D=114.3mm). Aplicando la siguiente igualdad
J=Dx 9
Donde:
J = sobre perforación
Para el diámetro D=88.9mm (o.o889m)
J=0.0889x9=0.80m
Para el diámetro D=114.3mm (0.1143)
J=0.1143mx9=1.02m
Las características de los equipos de perforación que se emplean en la perforación
primaria son los siguientes:
Atlas Copco Modelo CM780D.
Sus características principales son:
Diámetro de broca : 4.5´ (114.3mm)
Longitud de barra : 10 pies
Revoluciones : 80rpm
Velocidad de penetración : 0.76m/s
Capacidad de la compresa : 880cfm (106psi)
Pull Dow : 43.6KN
Este equipo de perforación en la actualidad perfora taladros de una profundidad de
10metros y una sobre perforadora de varia en el rango de 0.6 a 0.8 metros.
En la siguiente figura se muestra la cobertura de perforación de la perforadora Atlas
Copco.
Track Drill Ingersoll Rand Model CM 350.
Sus principales características de este equipo son.
Diámetro de broca : 3.5´ (88.9mm)
Longitud de barra : 8 pies
Revoluciones : 70 rpm
Velocidad de penetración : 10.5 m/hora
Este equipo de perforación en la actualidad perfora taladros de 9 a 10 metros de
profundidad, perfora una sobre perforación de un rango de 0.5 a 0.7 metros.
Compresora Ingresoll XP 825
Las características principales de este equipo son:
Potenciación del motor : 275 HP
Capacidad : 825cfm (100psi)
Dimensiones : 4.88x2.47x2.04 metros
En la actualidad esta compresora brinda aire comprimido ala perforadora Track Drill,
ya que la perforadora no cuenta con compresora incluida como la perforadora Atlas
Copco.
Wagon Drill
Las características principales son:
Diámetro de la broca : 3.5´ (88.9mm)
Longitud de barra : 7 pies
Revoluciones : 60rpm
Velocidad de penetración : 8.5 m/hora
En la actualidad esta perfora taladros de 8 a 9 metros de profundidad y con rango de
sobre perforación que varía de 0.4 a 0.6 metros.
Compresora Sullair 375H (portátil)
Las características de este equipo son
Potencia de motor : 110 HP
Capacidad : 375 cfm (100psi)
Caudal
: 10.6 m3/min
En la actualidad este equipo cumple la función de abastecer aire comprimido ala
perforadora Wagon Drill neumático. La cantera cemento sur, posee dos unidades de
esta compresora de la misma serie, la cual la segunda compresora esta designa a la
perforación secundaria.
3.2.1.2 Perforación Secundaria
La perforación segundaria es la perforación de taladros que sirve de ayuda a la
perforación primaria y esto se logra con perforadoras de dimensiones pequeñas.
Los equipos que se utiliza para la perforación secundaria son: track drill y la
perforadora Jack hammer, se perfora generalmente para la nivelación de pisos y para
la voladura de bolones grandes que el TELEDYNE no puede romper, la cual estos
bolones son producto de la voladura primaria. Generalmente se perfora taladros de 3
a 8 pies de profundidad, con diámetros de taladros 1.5´ y 3.5´ y con barras de 5pies, 8
pies y 10 pies.
El objeto principal de la perforación segundaria es la ayudar al carguío de la roca
caliza, igualando los pisos de los tajos, perforando los grandes bolones que no puede
romper el equipo TELEDYNE.
3.2.3 VOLARURA:
Es la etapa más importante del ciclo de explotación en la cantera de cemento sur. Los
principales factores que incluyen directamente en el resultado de la voladura son:
Propiedades del macizo rocoso
La cantera de cemento sur posee pequeños afloramientos de roca caliza que son de
dureza MEDIA a SUAVE, la cual hace que la perforación sea más rápida y la durabilidad
de las brocas y barras de penetración sean de tiempo prolongado.
Según los estudios realizados por el estudio geotécnico, los promedios a la resistencia
a la comprensión simple, RQD, RMR, y la densidad son las siguientes:
RESISTENCIA RQD RMR DENSIDAD
PROMEDIO 116.68 Mpa 75.39 64 2.64
3.2.3.1 Explosivo Empleado.
Para los disparos primarios se emplean ANFO y para los disparos segundarios se
emplea DINAMITA.
3.2.3.2 Factor de carga.
Son los kilogramos de explosivos por metro cubico que se consume para el carguío de
explosivos en el taladro. Este es un buen método para controlar los costos y
rendimiento relativo del tipo de explosivo, siempre y cuando los demás factores se
mantienen igual.
El factor de carga varia de 60 a 70%, este depende según el diámetro y la profundidad
del taladro, en la cantera de cemento sur, los diámetros de taladros varia 31/2 a 41/2
pulgadas y la profundidad de los taladros se mantiene en un rango de 8 a 10 metros
de profundidad.
A continuación calculamos el factor de carga (Fc), aplicando la siguiente formula
Fc=WtVt
Donde:
Wt= cantidad de anfo por taladro
Vt= volumen de material roto por taladro.
3.2.3.3 Longitud de Taco.
El valor de la longitud del taco varia en un rango de 0.6 a 1.0 veces el burden.
T=0.9 B
En la actualidad la longitud de taco, varia en un rango de 2.5 a 3.0 metros, esto
debido a que se manejan dos tipos de diámetro de taladro D=3.5´ y D=4.5´. También
en la perforación no se cumple con los 10metros de perforación, la cual también esto
afecta en el cálculo de la longitud de taco.
Para el llenado de la longitud de taco, en la preparación de la voladura, el llenado del
taco se realiza en forma manual, el material que se utiliza para el taco es la arcilla
húmeda tamiza que se tiene en el stock (esta arcilla es de mala calidad)
3.2.3.5 Longitud de carga explosiva por taladro.
Para el cálculo de la longitud de carga explosiva por taladro, aplicamos la siguiente
formula:
PC=(H−J )−T
Donde:
PC=longitud de carga explosiva por taladro
H=altura de banco
J=sobre perforación
T=longitud de taco.
En la actualidad, en la cantera de cemento sur, la longitud de carga varia en el rango
de 7 a 8 metros, ya que el factor de carga varia de 60 a 75% y la sobre perforación en
un rango de 0.5 a 0.9 metros.
3.2.3.6 Distribución y secuencia de iniciación.
La distribución de los taladros es de malla triangular
de 3.00x3.50metros y la iniciación se realiza con la ayuda del fulminante N°8 y mecha
lenta de 8 pies de longitud.
3.2.3.7 Volumen de material fragmentado por taladro.
Para determinar el volumen fragmentado por taladro, se emplea la siguiente formula:
Vt=BxSxH
Donde:
Vt= volumen fragmentado
B= Burden
S= espaciamiento
H= altura de banco
3.2.3.8 Tonelada de material por taladro.
Para la determinación de las toneladas que se produce por taladro, aplicaremos la
siguiente igualdad.
Tm=VtxP
Donde:
Tm= toneladas producido por taladro
Vt= volumen roto de material por taladro
P= densidad de la roca.
