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Seminario Internacional
De Túneles y Aplicaciones ITS.Buenos Aires - Argentina
EMULSIONES BOMBEABLES GASIFICADASPEQUEÑO DIAMETRO
Aplicación en Túneles y Minería SubterráneaSistema UBT
Aplicación en Túneles y Minería SubterráneaSistema UBT
EnergEnergí í a & Servicios a la Minera & Servicios a la Minerí í aa
Autor: Antonio Guerra C.
Marzo 2010
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TEMARIO
• Definición del sistema (UBT).
• Características de la Emulsión y Producto.
• Componentes de equipo bombeador.• Beneficios del Sistema.
• Limitaciones del Sistema.
• Etapa del Proceso de Carguío y Control.• Experiencias.
• Conclusiones.
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Definición del Sistema
SISTEMA UBT: Tecnología basada en una emulsiónbombeable gasificada, diseñada para tunelería y labores dedesarrollo horizontales en minería subterránea.
Recomendable para perforaciones horizontales de diámetro> a 51 mm.
Mediante gasificación química obtiene su condición de
explosivo al interior de la perforación. La matriz base se denomina UG - 06
El producto explosivo se denomina Emultex PDBG. Ante de su gasificación se transporta, almacena y transfiere
una emulsión inerte de alta estabilidad sin riesgo de
explosión.
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Características de la Emulsión y Producto
Emulsión: UG – 06
• Emulsión del tipo “agua enaceite”, balance de oxigenonegativo, cercano al cero.
• Densidad 1,35 – 1,40 r/cc.• Viscosidad 170.000 – 250.000cp.
• Duración o “shell life” 3
meses.• Aditivos:
• L-9: Solución Gasificante.
Densidad 1,06 gr/cc• N-17: Acelerante de reacción.
Densidad 1,06 gr/cc.
Producto: Emultex PDBG
• Densidad entre 1,05 a 1,15 gr/cc.
• Viscosidad 150.000 – 160.000 cp.
• Velocidad de detonación 3.600 a4.000 m/s.
• Baja emisión de gases nocivosCO y NO2.
• Excelente resistencia al agua.
• “Shell life” mayor a tres díasdesde el momento de bombeoen la perforación
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La Fábrica
Cable Eléctrico
Manguera Producto
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Aplicaciones
Emulsiones Bombeables Gasificadas
Sistema usadas en Obras Civiles...túneles para Centrales
Hidroeléctricas y Viales.......... Quilleco, La Confluencia, SaltoKennedy (Chile), túnel La Línea (Colombia) y mineríasubterránea.
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Beneficios del Sistema
En lo Operacional:
• Aumento de diámetro de perforación• Disminución de perforación en round de voladura
(eventual)• Aumento de avance por voladura
• Menor tiempo en evacuación de gases• Granulometría menor y homogénea
• Mejores rendimiento de equipos de extracción• Disminución de ciclos operacionales• Mejoras en la Productividad
• Mejores Costos Globales• Menor daño al macizo rocoso
• Menos sobreexcavación
• Menor acuñadura
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Beneficios del Sistema
En Seguridad:• Almacenamiento, Transporte y Manipulación de
de Emulsión sin riesgo de explosión (material No-
explosivo).Control pérdida de producto:
• Sin perdida de producto. Controlado a través del PL
(Kilos necesarios, kilos entregados)Otros:
• Eliminación de instalaciones de Polvorines para altos
explosivos.
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Limitaciones del Sistema
Del Equipo:
• Revisión periódica de porcentajes de adición de aditivos(calibración)
De la Emulsión:
• Periodo de almacenamiento (3 meses)• Temperatura de gasificación bajo 35°C (hasta -10°C)
De la Planificación Mina:
• Exigente en planificación y estrategia de desarrollo.
Operación Etapas del Proceso
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Operación, Etapas del Proceso
CarguCarguííoo
TronaduraTronadura
PerforaciPerforacióónn Posicionamiento UBTPosicionamiento UBT PrimadoPrimado
PreparaciPreparacióón de Cargun de Carguííoo
AmarreAmarre
TapadoTapado
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Actividades de Control del Producto
Muestreo de densidad del producto
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Experiencia: Obras Civiles - Túnel Quilleco
PARAMETROS Unidades Tronex Emulsión PDBGÁrea m² 68,79 68,79Volumen removido m³ 261,4 275,16Perforaciones vacías Unid 4 4Diámetro de perforación mm 45 51N° de perforaciones Unid 126 96Rendimiento % 95 100
Largo de perforación m 4,0 4,0Avance real m 3,8 4,0Factor de carga kg/m³ 1,24 1,57
ConsumosExplosivos (Equivalentes a anfo)Softron kg 29,61 29,61Tronex 1 1/4 x 16 kg 293,76 36,96Anfo kgEmulsión PDBG kg 366,00
Total 323,37 432,57AccesoriosNonel Unid 126 96Cordón detonante m 150 150Mecha+detonador Unid 2 2
Costos US$
Total Explosivos US$ 948,12 806,48Total Accesorios US$ 286,24 227,48Perforación US$ 2596,51 1997,32
COSTOS TOTAL DISPARO US$ 3830,87 3031,28Ahorro por disparo % 20,87
Parámetros de Diseño, consumo y costos por disparo
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Experiencia: Obras Civiles - Túnel Kennedy
PARAMETROS Unidades Emulsión PDBG Anforea m² 73,6 73,6
Volumen removido m³ 321,63 270,85Perforaciones vacías Unid 3 3Diámetro de perforación mm 51 45N° de perforaciones Unid 93 113Rendimiento % 95 92Largo de perforación m 4,6 4,0Avance real m 4,37 3,68
Factor de carga kg/m³ 1,42 1,26
Consumos
Explosivos (Equivalentes a anfo)
Softron kg 25,5 38,2Tronex 1 1/4 x 8 kg 39,9 25,5
Anfo kg 308
Emulsión PDBG kg 391,1
Total 456,5 371,7
Accesorios
Nonel Unid 93 113
Cordón detonante m 150 150
Mecha+detonador Unid 2 2
Costos US$ExplosivosSoftron US$ 107,3 181,8
Tronex 1 1/4 x 8 US$ 96,3 75,1Anfo US$ 226,4Emulsión PDBG US$ 600,7
Total Explosivos US$ 804,3 483,3AccesoriosNonel US$ 160,47 194,98Cordón US$ 32,42 32,42
Total Accesorios US$ 192,9 227,41Perforación US$ 2139 2260Recursos HH US$ 720 1200
COSTOS TOTAL DISPARO US$ 3856 4171
Parámetros de Diseño, consumo y costos por disparo
E-PDBG Anfo
Longitud del Túnel (m) 2.000N° Disparos Unid 458 512Tiempo de ejecución Días 198 222Costo por Voladura US$ 1.764.760 2.133.504Costo Operación US$ 7.920.000 8.880.000
TOTAL COSTO DESARROLLO US$ 9.684.760 11.013.504Diferencia 1.328.744US$
13,7%
7,6 %
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Experiencias: Minería Subterránea.
91% 93% 96% 97%
80%
0%
20%
40%
60%80%
100%
2 10 7 35 3 3N°de Disparos
P o r c e n t a j e d e A v a
n c e 91 %
Conservador Pruebas
Sección (m x m) 5,0 x 3,7 Sección (m x m) 5,0 x 3,7 5,0 x 3,7
N° de tiros por disparo 49 N° de tiros por disparo 49 49
Longitud de perforación (m) 4,6 Longitud de perforación (m) 4,6 4,6
Diámetro de perforación (mm) 51 Diámetro de perforación (mm) 51 51
Avance por disparo (m) 4.0 Avance por disparo (m) 4,2 4,4
Eficiencia (%) 87 Eficiencia (%) 91 96
N° de tiros a cargar 48 N° de tiros a cargar 48 48
Tiroa a cargar con Anfo 33 Tiroa a cargar con Anfo 40 40
Tiros a cargar con tronex 7 Tiroa a cargar con tronex 0 0
Tiros a cargar con precorte 8 Tiros a cargar con precorte 8 8
Duración (mes) 12 Duración (mes) 11,4 10,9
Número de disparos totales 2100 Número de disparos totales 2000 1909
Parámetros de P & T considerados para la evaluación anual
Emulsión
EscenarioAnfo
MINA EL SOLDADO
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Ahorro Costo Anual
Anfo Emulsión Anfo Emulsión
Tronadura 21.93 32.90 21.73 32.90
Perforación 24.91 23.66 24.68 23.65
Operación 47.48 43.27 47.04 43.28
Personal 0.55 0.13 0.54 0.13
Ventilación 0.19 0.04 0.18 0.04
Traslado 1.02 1.94
Espera por Ventilación 3.92 3.89
Total (%) 100.00 100.29 100.00 94.86
Diferencia (%)
Costos de carguío Anual (%)
ITEM
Escenario Conservador
(avance 91 %x disparo)
Escenario según resultados
(avance 96 %x disparo)
0.29 5.14
Anfo Emulsión Anfo Emulsión
Tronadura 633.438 952.973 633.438 909.656
Perforación 719.477 685.216 719.477 654.070
Operación 1.371.300 1.253.500 1.371.300 1.196.523
Traslado 29.450 56.223
Personal 15.600 3.640 15.600 3.640
Ventilación 5.513 1.050 5.513 1.002
Espera por Ventilación 113.150 113.150
Total 2.887.928 2.896.379 2.914.701 2.764.891
Diferencia 8.451 - 149.810
Costos de carguío Anual (US$)
ITEM
Escenario Conservador
(avance 91 %x disparo)
Escenario según resultados
(avance 96 %x disparo)
Porcentaje de Avance v/s Diferencia a Favor de la Emulsión
-10000
40000
90000
140000
190000
240000
290000
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
%de Avance con Emulsión
Sistema UBT Costos
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Sistema UBT – Costos
Minera el Peñón
Se realizaron 22 tronaduras de prueba.El Costo Unitario de Disparo Anfo = 49,83 [US$/m3]El Costo Unitario de Disparo PDGB = 48,12 [US$/m3]
C t
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Costos
Anfo Emulsiones301.637 486.880 Costo Total por Disparo (US$)
AlternativasCostos incluyen explosivos y accesorios
Costos por Disparo
Conservador Pruebas
225,4 225,4 225,4
473.340 450.800 430.289
719.477 685.216 654.039
Costos de Perforación Anual (US$)
Costo anual Perforación (US$)
ITEM Anfo
Perforación por disparo (m)
Perforación año (m)
Emulsión
Anfo
646.800 616.000 588.000
110.250 52.500 50.113
614.250 585.000 558.409
1.371.300 1.253.500 1.196.522
Costos de Operación
Boomer
PT
Emulsión
Modalidad
Total
Equipo
Scoop
Costos Oportunidad
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Costos Oportunidad
Conservador Pruebas
18.500 35.318 1.900 3.627
9.050 17.277
29.450 56.222
Scoop
Total Traslado
Costo Adicional por Traslado
Modalidad con Anfo
BoomerPT
EQUIPO
BOOMER PT SCOOP PERSONAL TOTAL
Operaión (hra) 1 1 1 1
Costo US$/hra 154 35 17 4
Costo Total (US$) 56.210 12.775 42.705 1.460 113.150
Costo de Espera por Ventilación
Costo Anual
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Costo Anual
Anfo Emulsión Anfo Emulsión
Tronadura 633.438 952.973 633.438 909.656
Perforación 719.477 685.216 719.477 654.070
Operación 1.371.300 1.253.500 1.371.300 1.196.523
Traslado 29.450 56.223 Personal 15.600 3.640 15.600 3.640
Ventilación 5.513 1.050 5.513 1.002
Espera por Ventilación 113.150 113.150
Total 2.887.928 2.896.379 2.914.701 2.764.891
Diferencia 8.451 - 149.810
Costos de carguío Anual (US$)
ITEM
Escenario Conservador
(avance 91 %x disparo)
Escenario según resultados
(avance 96 %x disparo)
Costo Anual Nuevo Diseño
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Costo Anual Nuevo Diseño
Anfo Emulsión Anfo Emulsión
Tronadura 633.438 920.261 633.438 899.211
Perforación 719.477 615.296 719.477 600.986
Operación 1.371.300 1.253.500 1.371.300 1.224.349
Traslado 29.450 43.148
Personal 15.600 3.460 15.600 3.640
Ventilación 5.513 1.050 5.513 1.020
Espera por Ventilación 113.150 113.150
Total 2.887.928 2.793.567 2.901.626 2.729.206
Diferencia 94.361- - 172.420
Costos de carguío Anual (US$) Diseño Mejorado
ITEM
Escenario Conservador
(avance 91 %x disparo)
Escenario según resultados
(avance 93 %x disparo)
Costo Oportunidad
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Costo Oportunidad
• Por espera de Ventilación (considerado)• Por Optimización de Diseño (considerado)
• Por acceder anticipadamente a los sectores productivos (no
considerado)
• Por control de pérdida del producto (no considerado)
• Disminución de Almacenes (Polvorines) (no considerado)• Por Control de Daño (fortificación) (no considerado)
• Por Sobre excavación (no considerado)
• Por menor acuñadura (no considerado)
F I N
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F I N
GRACIAS POR SU ATENCION
¿PREGUNTAS?
GRACIAS UNA VEZ MAS.....
HASTA UNA PROXIMA OPRTUNIDAD
Contacto:
AL CORREO AGUERRA@ENAEX.CL
Túneles
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Túneles
KennedyQuilleco
ConfluenciaConfluencia La Línea
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Sistema de Gasificación
El producto se genera (sensibiliza) una vez bombeado dentrode la perforación
Transporte y Almacenamiento
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p y
Transporte y almacenamiento de la matrizTransporte y almacenamiento de la matriz
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p yp yUGUG--0606
Faena Confluencia
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Equipo Bombeador Ser ie UBT