Ensayos de Carga Puntual en Sondajes DDH

PRO-134

Versión: 2.0

Fecha de Elaboración: 30 -06- 2011

Fecha Ultima Revisión: 10-12-2012

Fecha Próxima Revisión: 09-12-2014

Cargo propietario del

documento:Emilio Gonzalez/Administrador Muestrera CMCC

Elaborado por: Andrés Escare / Geometalurgista.

Revisado por: Roberto Diaz /Geometalurgista Senior.

Aprobado por: Alejandro Sanhueza/Gerente de Geología.

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Emilio Gonzalez/Administrador Muestrera CMCC.

Emilio.EA.Gonzalez@bhpbilliton.com

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Tabla de Contenido

Tabla de Contenido.................................................................................................................2

1.0 Objetivo....................................................................................................................... 3

2.0 Aplicación – A quién Aplica.......................................................................................3

3.0 Requisitos de Desempeño.........................................................................................3

3.1 HSE……………………………………………………………………………………………...3

3.1.1 Salud y Seguridad……………………………………………………………………………3

3.1.2 Medio Ambiente………………………………………………………………………………3

3.2 Descriptor de Actividades…………………………………………………………………..5

3.2.1 Preparación del Ensayo de Carga Puntual………………………………………………..5

3.2.2 Realización del Ensayo de Carga Puntual…………………………………………………6

4.0 Registros…………………………………………………………………………………….....8

5.0 Bitacora de Modificaciones………………………………………………………………….8

Anexos…………………………………………………………………………………………………...9

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1.0 Objetivo

Asegurar la realización correcta y segura del Ensayo de Carga Puntual en sondajes diamantina en CMCC, ya sea por personal propio o de colaboradores.

2.0 Aplicación – A quién Aplica

A todo el personal CMCC o de empresas colaboradoras que realicen el Ensayo de Carga Puntual en sondajes diamantina.

3.0 Requisitos de Desempeño

3.1 HSE

3.1.1 Salud y Seguridad

Los riesgos de salud y seguridad, son el resultado de la posibilidad de que una actividad realizada en Cerro Colorado, producto o servicio utilizado genere un impacto en las personas. En la tabla 1 se encuentra un resumen de los principales riesgos y controles de las actividades correspondientes al Ensayo de Carga Puntual.

3.1.2 Medio Ambiente

Un aspecto ambiental es la parte de una actividad realizada en Cerro Colorado, producto o servicio utilizado que puede impactar al medio ambiente. Los aspectos ambientales se identifican y se califican usando la “matriz de evaluación, severidad y consecuencia” y se han clasificado en significativos (es decir los mas críticos) y en no significativos.

Para los aspectos ambientales significativos se deben establecer controles operacionales para prevenir o minimizar el impacto ambiental que ellos puedan generar. En este caso no se generan aspectos ambientales significativos.

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Tabla 1- Riesgos no Tolerables

PELIGROS/RIESGOS NO TOLERABLES

ACTIVIDAD PRODUCTO O SERVICIO CONTROL OPERACIONAL

Caída en el mismo nivel o tropiezo en el lugar de trabajo.

Al realizar preparación y maniobras para realizar el ensayo.

El trabajador debe portar los implementos de seguridad necesarios para la tarea a realizar (casco, guantes, lentes de seguridad, respirador, zapatos de seguridad), además despejar el radio en el que se realizara la tarea.

Golpeado por y apretamiento de manos. Al manipular cajas con sondajes diamantina.

Apilar las cajas de sondajes, en forma ordenada, aplomada, alineada y preocuparse que las cajas estén en buen estado y uso de guantes.

Proyección de partículas y golpeado por.

Al momento de realizar el ensayo (ruptura de muestra).

Uso correcto de Elementos de protección Personal (casco, guantes, lente, trompa, zapatos de seguridad). Uso de mica protectora en maquina de ensayo.

Caída de cajas sondajes y Golpeado por.

Al guardar muestras post ensayo.Lugar limpio y ordenado y guardar cajas de sondajes en forma ordenada y con precaución.

3.2 Descriptor de Actividades

3.2.1 Preparación del Ensayo de Carga Puntual

TAREA COMO HACER PORQUE HACER RESPONSABLE

Realice los 5 pasos vitales

Antes de comenzar a armar u operar el equipo Ud. y los demás involucrados en la tare deben realizar los 5 pasos vitales considerando los riesgos asociados al trabajo.

Para identificar los peligros y riesgos asociados y así cuidar la integridad del personal y del equipo.

Supervisor y operadores.

Contar con testigos provenientes de Sondajes de diamantina.

Se debe buscar los sondajes a ensayar y deben ser trasladados a la zona donde se realizará el Ensayo Carga puntual.

Para poder contar con los elementos necesarios para la correcta aplicación del Ensayo de Carga Puntual.

Supervisor y operadores.

Chequeo de la condición de la máquina de Carga Puntual.

Observar y cerciorarse que el equipo se encuentra calibrado, observando en su pantalla que los PSI se encuentren en 0.00 antes de comenzar el ensayo y sin ejercer presión (Fotografía N°2). También verificar que el equipo tenga la cantidad de aceite necesaria y no ocurran fugas, también chequear la condición de la barra de ensayo en su mango como en la junta para liberar presión de la gata (Fotografía N°3).

Para asegurar que el equipo se encuentre calibrado y en óptimas condiciones de operación.

Supervisor y operadores.

3.2.2 Realización del Ensayo de Carga Puntual

TAREA COMO HACER PORQUE HACER RESPONSABLE

Marcar testigos cada 5 metros.

Se deben marcar los soportes de 5 metros en el testigo diamantino y en la caja portatestigo con la profundidad correspondiente según el proceso de regularizado del sondaje.

Para asegurar el soporte muestreal del ensayo.

Supervisor y operadores.

Selección de 21 incrementos para la medición.

Se deben seleccionar 21 Incrementos en el tramo de 5 metros.Las muestras no deben ser mayores de 15 cm de largo ni menores que 8 cm (Fotografía N°4).Al seleccionar las 21 muestras para ensayar, debe quedar escrito con plumón indeleble (de forma legible) en la caja de testigo y en la muestra el número de muestra a ensayar (desde 1 hasta 21 muestras) dentro del soporte de 5 metros. Además, dentro de lo posible se debe impermeabilizar el número de muestra en el testigo (ejemplo, chilcorrofin) (Fotografía N°5).Medir con la herramienta (pie de metro) y registrar en la planilla los valores de las distintas dimensiones para las muestras a ensayar (D 1 y 2, W 1 y 2) (Fotografía N°6 y 7).

Para la correcta aplicación del ensayo y la obtención de datos sea la adecuada.

Supervisor y operadores.

Aplicación del ensayo a incrementos seleccionados

Al realizar el ensayo de carga puntual, es posible tener alguno de los siguientes escenarios:

Caso 1. Muestra Intacta. En este caso el testigo no se encuentra fragmentado sino completo, por lo que se debe fragmentar artificialmente con martillo para obtener los 21 incrementos (Fotografía N°8).

2. Caso 2. Muestra Ensayable Fracturada: En este caso se seleccionan de manera normal los 21 incrementos respetando las condiciones de largo requeridos (Fotografía N°9).

3. Caso 3. Muestra Fracturada/Molida y Ensayable: En este caso se seleccionaran el número de fragmentos a ensayar proporcionales al tramo de sondaje medible. Ej. Si existen 2

Para la correcta aplicación del ensayo y la obtención de datos sea la adecuada.

Supervisor y operadores.

TAREA COMO HACER PORQUE HACER RESPONSABLE

metros medibles, se deben seleccionar 8 muestras para PLT, para las 13 muestras restantes se asigna a un valor por defecto para roca Fracturada y/o Molida. De este modo el valor de PLT para el soporte de 5 metros involucrado se calcula por medio de una media aritmética entre largos medibles y no medibles, entregando el valor del tramo de 5 metros. Se debe identificar que tipo de zona es la que no se puede ensayar (molido o fracturado) (Fotografía N°10).

4. Caso 4 Muestra No Ensayable: Si el tramo no tiene fragmentos ensayables se asignara por defecto el valor de molido o fracturado según corresponda a los 21 incrementos y por ende al tramo de 5 metros.

5. Caso 5 Muestra No Existente: En este caso se asigna valor -99, muestra no ensayada. Esto comprende segmentos con mala recuperación, muestra utilizada en su totalidad, muestra extraviada, etc.

La definición para las zonas ensayables son las siguientes:

-Material Fracturado: se consideran aquellos sondajes con frecuencia de fractura alta, con espaciamiento menor o igual 5 cm, en las que la roca presenta una alteración competente, pero que por su fracturamiento intenso no es ensayable, presenta contenido de arcillas moderadas. Se le asignara un valor de 0.39 kN (Fotografía N°11).

-Material Molido: consiste de zonas de falla o zonas con alteración argilica moderada a fuerte, de tal forma que no es posible obtener fragmentos ensayables. Se le asignara un valor de 0.22 kN (Fotografía N°10).

Las dimensiones y las medidas de presión (lb f) D y W indicadas por defecto para material molido y fracturado se indican en el Anexo 1 (Tabla N°1).

TAREA COMO HACER PORQUE HACER RESPONSABLE

De esta manera se tendrán diferentes tipos de ensayo a saber:

1. Ensayo Diametral: Se realiza en especímenes de testigo con una relación Largo/Diámetro mayor a 1. En este caso se inserta el testigo en el aparato de ensayo y se cierran los conos hasta establecer contacto con ambos extremos del sondaje. Asegurarse que la distancia L entre los puntos de contacto y la cara libre más cercana sea al menos 0.5 veces al diámetro del sondaje (Figura N°1). De forma continua incremente la carga hasta que ocurra el fallamiento dentro de 10 a 60 segundos, registrar la carga de falla P (PSI). El test se debe rechazar si la fractura pasa solo por una de las puntas cónicas (Figura N°2). Este procedimiento se repite para cada uno de los 21 incrementos del soporte de 5 metros. Debe privilegiarse el ensayar los sondajes de manera diametral, para facilitar la reproducibilidad de los datos.

2. Ensayo Axial: Se realizable en especímenes de sondajes con una relación Largo/Diámetro de 1/3 a 1 (Figura N°1). Se inserta el espécimen en la máquina de ensayo y se acercan los cilindros cónicos hasta hacer contacto a lo largo de una línea perpendicular a las caras extremas del testigo (para rocas isotrópicas). Se registra la distancia D entre las placas de la maquina, se registra el ancho del espécimen (W), perpendicular a la dirección de carga. De forma continua se incrementa la carga hasta que ocurre el fracturamiento entre 10 a 60 segundos, se registra el valor P (PSI). El test no es válido si la fractura pasa solo por un punto de carga (Figura 2).

TAREA COMO HACER PORQUE HACER RESPONSABLE

3. Ensayo en bloques irregulares: Fragmentos irregulares de 30 a 85 mm y de la forma mostrada en la Figura N°1 son aptos para ensayos en muestras irregulares. La relación D/W debe estar entre 1/3 y 1, de preferencia cercana a 1. La distancia L debe ser al menos 0.5 W. Insertar el especimen in la maquina y acercar las platinas hasta que hagan contacto con la dimensión más pequeña del bloque o fragmento, lejos de esquinas y bordes (Figura N°1). Registrar la distancia entre los puntos de contacto de las placas, registrar el ancho más pequeño perpendicular a la dirección de carga. Si ambos lados no son paralelos entonces calcular un W promedio (W1+W2)/2 como se muestra en la figura Figura N°1. De forma continua se incrementa la carga hasta que ocurre el fracturamiento entre 10 a 60 segundos, se registra el valor P. El test no es válido si la fractura pasa solo por un punto de carga. Se repite el mismo procedimiento para el resto de las muestras.

El ensayo debe procurar siempre fallar por medio de la matriz, evitando rupturas a lo largo de planos de debilidad (fracturas, vetillas, etc) registrando cada una de las medidas realizadas en la planilla correspondiente de ingreso de datos. También se debe registrar si el ensayo es diametral o de otro tipo, además se debe indicar la orientación de la muestra respecto a algún plano de debilidad, vale decir, paralelo o perpendicular, esta ultima dirección de preferencia (Tabla N°2).Una vez que se realicen las mediciones se deben regresar cada uno de los fragmentos en su posición original en la caja portatestigo.

Calculo de IS(50)Se calcula el índice de carga puntual corregido promedio para un soporte de 5 metros, según lo indicado en Anexo 2.

Para obtener el dato del Índice de Carga Puntual Is(50).

Supervisor y Operadores.

Calibración Maquina Carga Puntual

Trimestralmente se realizara la calibración de equipo de carga puntual y se actualizara el Factor de Corrección de la medida de Presión (PSI) obtenida de la máquina de ensayo.

Para obtener valores representativos de los ensayos.

Encargado Muestrera Geologia.

4.0 Registros

Registro Almacenamiento Tiempo Responsable

Planilla de Ensayo de Carga Puntual.

La información queda almacenada en el servidor:\\iqqccm-vacq01

Indefinido Miguel Silva.

5.0 Bitácora de Modificaciones

FechaVersión

ModificadaResponsable Descripción de la Modificación

30/06/2011 N/A Andrés Escare Nuevo sistema de Procedimientos. Reemplaza y Anula a PTS.GTEC.GEO-09.

10-12-2012 1.0 Emilio GonzalezSe actualizan valores por defecto para materiales no ensayables, (Anexo 1) se modifican parámetros a registrar en planilla (Anexo 3).

Anexos

Anexo 1. Definiciones y Generalidades Equipo de Ensayo Carga Puntual.

Maquina de Carga Puntual: Equipo constituido por prensa hidráulica con un manómetro, diseñada para determinar carga de ruptura en ensayo de compresión uniaxial.

Fotografía N°1. Maquina de ensayo de carga puntual.

Fotografía N°2. Manómetro de Maquina de Carga Puntual, se debe calibrar el valor de ensayo en cero y en medida PSI previo al inicio de los ensayos.

Fotografía N°3. Sector para regular presión y barra para barra de presión. Se debe chequear que no existan fugas de aceite en la parte inferior de la maquina.

Fotografía N°4. Espécimen ensayado con maquina de carga puntual, se deben respetar los requisitos de la muestra.

Fotografía N°5. Espécimen de sondaje a medio testigo ensayado, corresponde al N°15 dentro del soporte de 5 metros, el numero de muestra ensayada en el soporte de 5 metros debe ser registrado en el testigo y en la caja.

Fotografía N°6. Medición con vernier de dimensión D (alto de testigo) en espécimen para ensayo.

Fotografía N°6. Medición de con vernier de dimensión W1 (delante) de testigo a ser ensayado.

Fotografía N°7. Medición de con vernier de dimensión W2 (delante) de testigo a ser ensayado.

Fotografía N°8. Testigo DDH sin cortar sin fracturas, para obtención de muestras para ensayo PLT se deben generar trozos con golpe de martillo.

Fotografía N°9. Muestra de sondaje diamantino cortada “fracturada ensayable”, con algunas fracturas y gran parte del testigo ensayable.

Fotografía N°10. Muestra de sondaje diamantino no cortado fracturado ensayable y muestra molida/fracturada no ensayable.

Molido

Fracturado

Ensayable

Fotografía N°11. Sondaje no cortado casi totalmente fracturado. Se observa alta frecuencia de fractura y presencia de arcillas débil a moderada con roca competente entre fracturas.

Espec.Tipo

Ensayo Orient.W1

(mm)W2

(mm)D1

(mm)D2

(mm)P (lb

f)1 D PA 50 50 50 50 1952 D PA 30 30 30 30 50

Tabla 1. Dimensiones D y W y presión P asignadas para Materiales Fracturado (1) y Molido (2).

Leyenda: L: largo; W: ancho, D: profundidad o diámetro, De: diámetro equivalente de sondaje.

Figura 1. Tipos de ensayos de carga puntual (Modificado de ASTM D 5731-02). a) Ensayo Diametral; b) Ensayo Axial; c) Ensayo de Bloque; d) Ensayo de Muestra Irregular. Se indican los requerimientos de largo, ancho y alto para cada tipo de ensayo.

Figura 2. Tipos de fallamiento para ensayos validos e inválidos (Modificado de ASTM D 5731-02). a) ensayos diametrales validos; b) ensayos axiales validos; c) ensayos de bloques validos; d) ensayos de testigos inválidos.

Anexo 2. Calculo de Índice de Carga Puntual (Is50).

Las muestras ensayadas con ingresadas en la Planilla de Ingreso de Datos correspondiente, registrando los siguientes datos:

1. Numero de espécimen.2. Tipo de ensayo.3. Orientación de la muestra.4. Ancho delantero (W1).5. Ancho trasero (W2).6. Altura delantera (D1).7. Altura trasera (D2).8. Carga de ruptura (P).

Con estos datos la planilla realiza la siguiente secuencia de cálculos:

En primer lugar realiza la transformación de la unidad de presión (PSI) a unidad de fuerza (kN/MPa) multiplicando P por 0.00653623.Posteriomente, se aplica el factor de corrección del ensayo PLT a la medida de presión obtenida en la ruptura y actualizada trimestralmente durante la calibración del equipo (Ej. 0.933). Posteriormente se calcula el Índice de Carga Puntual No Corregido (Is), el cual esta dado por la siguiente expresión:

Donde:

P: Carga de falla, en N (en kN y corregido por factor de ajuste de equipo PLT).De: diámetro equivalente del testigo, para ensayos diametrales es igual a D.De

2: D2 para testigos, en mm; 4A/π para ensayos de muestras irregulares, bloques y axiales.A: WD

Para calcular el Is(50) es necesario realizar una corrección con la ayuda de un factor de tamaño, de modo que el Is(50) esta dado por la expresión:

Donde:

F: factor de corrección de tamaño, el que esta dado por:

F se reemplaza en la Ecuación N°2 y se obtiene Is(50)

De esta manera para cada uno de los 21 ensayos obtenidos en el soporte de 5 metros, se obtiene un valor de Is50. En caso de no tener los 21 fragmentos ensayables, se completan dependiendo si el material restante es fracturado o molido.El valor de Is50 para el soporte se calcula con la media aritmética de cada valor de Is50 no considerando los dos valores mas altos y los dos valores mas bajos dentro del soporte.Anexo 3. Hoja de ingreso de información de Ensayo de Carga Puntual.

Ec. N°1

Ec. N°2

ENSAYO DE CARGA PUNTUAL (POINT LOAD TEST)Pampa Norte Compañía Minera Cerro Colorado

Realizado por: Fecha:Revisado porTipo Muestra:Especimenes:Equipo Ensayo: Factor Calibracion:

Espec.Tipo

Ensayo Orient.W1

(mm)W2

(mm)D1

(mm) D2

(mm)P (lb f) P (kN) IS50 Corregido

1 D PA2 D PA3 D PA4 D PA5 D PA6 D PA7 A PA8 A PA9 A PA

10 D PA11 D PA12 D PA13 D PA14 D PA15 D PA16 D PA17 D PA18 D PA19 D PA20 D PA21 D PA

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D: Diametral A: Axial

B: Bloque I: Irregular

PA: Paralelo PE: Perpendicular

Tipo y Condiciones de Ensayo de Carga Puntual

Orientacion de la MuestraLeyenda: L: largo; W: ancho, D: profundidad o diámetro, De: diámetro equivalente de sondaje.

Anexo 4. Definiciones.

Testigo: Muestra de sondaje producto de perforación diamantina, puede tener diversos diámetros dependiendo de la herramienta de perforación utilizada (NQ, HQ, PQ).

Fotografia N°12. Testigo de sondaje diamantino cortado y en condiciones de ser ensayado.

Espécimen: Muestra a ser ensayada.

Fotografía N°13. Testigo de sondaje diamantino cortado y en condiciones de ser ensayado.

Vernier: Herramienta de medición de dimensiones de especímenes ensayados.

Fotografía N°14. Herramienta de medición de dimensiones de sondaje.