Sistema de bombeo

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y METALURGIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

CHANDUCAS TANTALEAN EVERMARTINEZ GUTIERREZ CARLOSSALAS VIDAL JOSE EDUARDOTORRES IBARRA RAUL

ING: JUAN VILLAREAL SALOME

ALUMNOS:

INTRODUCCION

OBJETIVOS

Desarrollar la ingeniería de detalle del sistema de bombeo de aguas en una mina en operación.

Estudiar y conocer el sistema de bombeo de una mina en actividad. Conocer los factores a tener en cuenta en un estudio de bombeo de

aguas. Comprender la problemática de aguas de una mina y la forma de

afrontarlo.

SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUAS

UN SISTEMA DE BOMBEO CONSISTE EN UN CONJUNTO DE ELEMENTOS QUE PERMITEN EL TRANSPORTE A TRAVÉS DE TUBERÍAS Y EL ALMACENAMIENTO TEMPORAL DE LOS FLUIDOS, DE FORMA QUE SE CUMPLAN LAS ESPECIFICACIONES DE CAUDAL Y PRESIÓN NECESARIAS EN LOS DIFERENTES SISTEMAS Y PROCESOS

EL AGUA ES ESENCIAL PARA LA MINERÍA, TANTO EN MINERÍA A CIELO ABIERTO Y MINERÍA SUBTERRÁNEA. EL EXCESO Y LA ESCASEZ DE AGUA PUEDEN AFECTAR NEGATIVAMENTE EL PROCESO MINERO Y EL MEDIO AMBIENTE.

LA MITIGACIÓN DE ESTOS IMPACTOS Y LA IMPLEMENTACIÓN DE PRÁCTICAS INTEGRALES DE MANEJO DE AGUAS CONSTITUYEN ASPECTOS ESENCIALES PARA EL ÉXITO DE LAS OPERACIONES MINERAS.

TIPOS DE SISTEMA DE BOMBEOS

tenemos los siguientes tipos de sistemas de bombeo

PERFORACIÓN DE POZOS DE BOMBEO EXTERIORES

GALERIAS DE DRENAJEBOMBEO DE AGUAS

PERFORACIÓN DE POZOS DE BOMBEO EXTERIORES Los pozos perimetrales y los dispuestos dentro de la explotación han sido utilizados muy profundamente en múltiples proyectos mineros. Esta solución es viable cuando la permeabilidad es suficientemente alta- Se basa en la perforación, alrededor del perímetro de la explotación, de una serie de pozos con una profundidad ligeramente superior a la de la explotación, para mantener el nivel freático por debajo del fondo de la explotación

GALERIAS DE DRENAJE Se trata de un sistema muy efectivo, pero de gran costo económico. Su utilización es viable tanto para el drenaje de Pits como para el caso de taludes de gran altura y en situaciones realmente criticas y/o problemáticas.

BOMBEO DE AGUAS

Los métodos para reducir los caudales de agua incluyen

Desvío e intercepción de cauces próximos que puedan actuar como fuente de recarga de los acuíferos que inciden sobre la explotación.

Desaguado previo a la explotación minera de los macizos de interésMinimización de las entradas de agua por medio de una adecuada

localización de piques de mina y de drenaje, la explotación de abajo hacia arriba o acudiendo a una lixiviación in- ‐situ allí́ donde sea posible.

Reducción de la permeabilidad de los macizos rocosos.Sobredimensionamiento de los sistemas de bombeo y drenaje.

Las recargas desde superficie contribuyen a incrementar algunos problemas

Drenaje adicionalNecesidades suplementarias de tratamiento previo al

vertido.Incremento de las posibilidades de formación de

drenaje ácido de mina.

Los programas para reducir las potenciales entradas de agua suelen incluir

Reubicación de piques de minaConstrucción de mamparos estancosInstalación de cierres y valvulería en sondeosIncremento de la densidad del slurry en el relleno hidráulico.Instalación de conducciones que permitan un bypass del agua

alrededor de las zonas permeables.Aseguramiento de la permanente disponibilidad de la máxima

capacidad de diseño para el bombeo para hacer frente a las puntas de demanda de desagüe por inundación, de ahí́ la necesidad de un sobredimensionamiento en las capacidades de bombeo.

B O M B A SCONCEPTO

Son máquinas que se utilizan en la elevación de líquidos y pulpas a una altura predeterminada y es usada bastante en minería, especialmente en el bombeo de las aguas de los piques, dragado y procesos de beneficio.

También se puede definir, que las bombas son máquinas que crean el flujo en los medios líquidos (agua, lodos), es decir desplaza y aumenta la energía del líquido.

CLASES DE BOMBAS

A fin de uniformizar criterios entre los diseñadores y usuarios, las bombas se han clasificado de acuerdo a dos consideraciones:

1.- Según el principio de la construcción: Donde se toma en consideración las características del

movimiento de líquido. Entre estos tenemos:

Bombas centrífugas: Voluta Difusor Turbina vertical Turbina regenerativa Flujo mixto Flujo axial.

Bombas rotativas: Leva y pistónTornilloLóbuloEngranajeAlabeBloque de vaivén.

Bombas reciprocantes: Acción directa

Diafragma Rotatoria – pistón

BOMBA SUMERGIBLE

Rodajes

Eje

Impulsor

Carcasa

Características del bombeo de Rh.1Motor eléctrico de 360kw.2 bombas centrifugas de 75hp c/u2 ciclones kreps de 15”180m de tubería de fierro negro de 4” de diámetro180m de tubería de fierro negro de 3 ½” d diámetroCapacidad real de bombeo de pulpa= 1.10m3/minuto = 66m3/hora de RHLa pulpa tiene:

Peso especifico= 1.35

Peso especifico del solido= 2.7

Porcentaje de solidos =41.15%

EJERCICIO APLICATIVO

DE DONDE SE REDUCE QUE EL SOLIDO TIENE:(66m3/hora)*(41.5%) = 27TM/hora = 10m3/horaAl preparar el tajeo para rellenarlo demanda 1 día de trabajo (ejecución de manera de puntales y yute,

extensión de tuberías). En los 2 días siguientes se debe iniciar y Terminar el rellenado completo del tajeo de tolva a tolva. POR LO TANTO DIARIAMENTE SE DEBE DEPOSITAR EN EL TAJEO PULPA, EN UN VOLUMEN DE:

(302.4m3)/(2dias) = 151.2m37dia de RH en solidos• La operación de bombeo proporciona en solidos: 10m3/hora

Luego el numero de horas de bombeo será: (151.2m37dia)/(10m3/hora) = 15.12horas/dia

• Se sabe que el Costo/ Hora del RH por mano de obra es de US $27.68/hora, y que la bomba entrega RH a razón de 10m37hora, luego el costo por mano de obra de este relleno es:

• Costo/m3 = (US $27.68)/(10m3) = US $2.77/m3 ENTONCES POR GUARDIA SE TENDRÁ:

• 7.5 horas de bombeo de RH• en estas condiciones y aplicando la regla 2 de valor actual de los costos se tienen los siguientes cálculos y

corriente de inversiones. PARA :• Valor total de la bomba: US $853.000• Vida útil : 4 años = 1,200 días = (15horas/dia)* 1,2000días = 18,000 horas.• Tasa de rendimiento = 10%• Valor de rescate estimado +- 20% de US $ 853,000 = 171,000

• COSTO DE USO O DE PROPIEDAD Y CONSERVACION DE LA BOMBA

Sean G1,G2,G3 Y G4 los gastos realizados en reparaciones y mantenimiento preventivos efectuados periódicamente y cuya suma de valores actualizados es igual al valor total de inversión inicial. El valor de rescate lo adquiere la bomba al final del ultimo periodo y por US $171,000.

De las tablas financieras obtenemos para n = 4 años i = 10% El factor: (sppwf) = 1/(l+i)4

POR LO TANTO EL VALOR ACTUAL (VA) DE LA INVERSIÓN TOTAL ES :VA = US $ 853.000 + $ 853,000 – ( US $171,000)*(0.6830)VA = US $ 1´589,207………………………………………………..(a)

DURANTE LA VIDA ÚTIL LA BOMBA PUEDE PASAR EL SIGUIENTE VOLUMEN DE SOLIDOS PARA RELLENAR:

V = (10m3/hora)*(18,000horas) = (180,000m3)Que presentan al un tonelaje mineral de (180,000m3)*(2.2TM/m3)=396,000TM………………………………….(b)

LUEGO EL COSTO DE USO Y CONSERVACIÓN TENIENDO EN CUENTA (A) Y (B)ES: costo/TM = (US $ 1’589,207)/(396,000TM) costo/TM = US $4.00/TM costo/m3 = US $ 6.80/ m3 (mineral arrancado)

DEPRECIACION DE LA BOMBADe acuerdo a contribuciones se procede de la siguiente manera:

Precio total inicial de la inversión : US $853,000 Valor de depreciación : US $171,000 Saldo a depreciarse en 5 años : US $682,000 Depreciación/ año : US $136,000 Producción de mineral/ año : 72,000TM

Luego:Depreciación/ TM = (US $ 136,400)/(72,000)Depreciación/ TM = US $1.89/TMDepreciación/ m3 = US $3.21/m3 (mineral arrancado)

COSTO POR USO O DE PROPIEDAD Y DE CONSERVACION DE TUBERIAS.El circuito de tuberías por donde circula el RH, desde la planta de producción de relleno hasta el tajeo en que se emplea el desgaste, por lo que debe de ser restituido, originándose de esta manera el costo por uso y de conservación de tuberías.

La inversión en tuberías tiene el siguiente detalle: 180m tubería de 4” de diámetro a US $120/m…………………….US/21,600 180m tubería de 3 ½ de diámetro a US $ 1057m…………………18,900 Accesorios, materiales y mano de obra +- 30% del valor de toda esta tubería

valor inicial de la inversión:……………………27,000/67,800 Vida útil : 4 meses = 100días = 200 guardias…………………………(a)

Como por guardia se bombean 7.5 horas y por hora pasan solidos a razón de 10m3/hora, entonces durante la vida útil del circuito circularan solidos en un total de :

(10m3/hora)*(1,500horas) = 15,00m3

Equivalente a un tonelaje de mineral de:(15,000m3)*(2.2TM/m3) = 33,000TM…………………….(b)

Por (a) y (b) Costo/TM = (US $67,800)/(33,000TM) Costo/TM = US $2.05/TM Costo/m3 = US $3.49/m3……………..(mineral arrancado)

COSTO POR CONSUMO D ENERGIA DEL RHSe tiene por hora una circulación de la pulpa de:

(1.10m3/minuto)*(60minutos/hora) = 66m3/hora

La pulpa el p.e = 1.35, entonces el peso que trabaja por hora es (sin considerar rozamiento):(66m3/hora)*(1.35TM7m3) = 89.1 TM/hora

El bombeo se efectúa durante 7.5horas/guardia, equivalente entonces a un tonelaje de:(89.1TM/hora)*(7.5hora/guardia) = 668.25TM de RH se desplazan a lo largo de toda la longitud de la tubería esto es: 360m

Luego el trabajo total realizado es W: W = 668,250Kg*360m =240’570,000Kgm

Como Kw-h = 307,000Kgm, entonces W = (240’570,000Kgm)/(367,000Kgm/Kw-h)

Costo de energía es:

Costo del trabajo: (665.50Kw-h)*(US $ 0.17/Kw-h)Costo del trabajo : US $113.14

Para 120 TM se gasta : US $113.14Para 1TM se gasta : US $0.94/TM

1M3 : US $ 2.077m3

CONCLUSIONES En la minería, tanto superficial como subterránea, al tiempo que

se extraen lo productos minerales, se extraen cantidades de agua. Agua que de no ser extraída haría imposible el trabajo en la mina.

Para una óptima evacuación del agua en mina, es necesario realizar un diseño de ingeniería re bombeo de aguas.

Antes, se identifica las variables del proceso, y se desarrolla la ingeniería básica del proyecto, minimizando costos.

Se elabora los cálculos necesario para la selección de instrumentos tanto de campo como de control.

Se desarrolla un programa que permite controlar el proceso de bombeo (una automatización).

GRACIAS POR SU ATENCION