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Tecnologías para evaluar Estructuras Mineralizadas con Equipos de Sondaje Portátiles

Por: Luis Silva Arrieta

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PropPropóósitosito

Mostrar el desarrollo de equipos de perforación diamantina adecuados para el control estructural, contorneo de cuerpos y verificación de leyes en yacimientos mineralizados de explotación subterránea.

6 de Agosto del 2009

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Tipos de PerforaciTipos de Perforacióón n DiamantinaDiamantina

La perforación diamantina se puede clasificar como:•Exploración de Green Fields

•Exploración Brown Fields•En Mina :

a) Pozos profundos de exploración.b) Perforación de Control (para

producción).

Tipos de Perforación Diamantina

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Tipos de PerforaciTipos de Perforacióón de n de ControlControl

Los objetivos principales son:�Definición Estructural.- desplazamiento de la zona mineralizada o mineralización completa encajonada en zona de falla.�Contorneo.- Típicas de cuerpos mineralizados en donde es preciso delimitar la zona minable.�Control de Calidad.- En los yacimientos de metales preciosos especialmente del tipo hidrotermal las leyes varían frecuentemente haciendo necesario su control permanente.

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Definiciones IDefiniciones I

Yacimientos con Control EstructuralGeneralmente vetiformes cuya mineralización ha usado como medio encajonante estructuras falladas. También en yacimientos de manto con desplazamientos tectónicos.

Ej. Yacimientos Epitermales de Au-Ag,

Au-Cuarzo, Au – Cu

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Definiciones IIDefiniciones II

Perforación de Contorno: Yacimientos masivos que pueden o no estar controlados estrucuturalmente pero que requieren de una delimitación de borde para programar su explotación.

Ej. Yacimientos de skarn o de Súlfuros Masivos.

Control de Leyes o Calidad.La variación de las leyes en yacimientos de metales preciosos inciden con mayor frecuencia en la caracterización de estas como mena o reserva minable. Los cambios no son anticipables fácilmente y requieren sondajes.

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Definiciones IIIDefiniciones III

Las principales son:• Se requieren con urgencia.• No son fácilmente programables.

• El ambiente de trabajo es confinado• Los taladros son de corto alcance.

• No se dispone de personal dedicado.• A veces se requieren testigos de gran diámetro

para estudios geotécnicos.• Se requiere portabilidad.

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CaracterCaracteríísticas de la sticas de la PerforaciPerforacióón de Controln de Control

Equipos portátiles que sean capaces de perforar en grandes diámetros pero a corto alcance.Con relativo bajo consumo de agua, fácil de operar y de mantener.

Idealmente operado por un solo hombre.

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DefiniciDefinicióón del Desafion del Desafio

Los equipos de sondaje diamantino se componen básicamente de:

1.Unidad de Rotación.

2.Bastidor de Perforación.3.Bomba de Agua (lodos).4.Panel de Comando.

5.Unidad de Fuerza.

Cuidando en nuestro caso que ningún componente sea demasiado pesado.

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Elementos a Definir Elementos a Definir

Interactúan :

• Sistema Oleo-Hidráulico.El sistema O-H debe generar la rotación, el torque adecuado y el correcto empuje para el avance sin generar una temperatura en el sistema superior a 60º C.

• Sistema de lubricación-refrigeración.Debe tener suficiente flujo y presión para refrigerar la corona y extraer los detritus.

• Componentes eléctricos.Deben entregar la potencia demandada y no generar calor excesivo. Y ser lo más liviano posible.

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Sistemas del Equipo Sistemas del Equipo

Todos los sistemas deberán estar montados en estructuras ligeras pero que a la vez sean estables y resistan vibraciones y peaks de torque generados en el caso de atravesar zonas fracturadas.

Se deberá evaluar avances por cilindro y avances por cadena.

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Soporte Estructural Soporte Estructural

Se diseñaron y probaron sucesivos modelos en diferentes tipos de yacimiento en los distritos mineros de Pampa de Cobre y Pataz en Perú, Sombrerete y Fresnillo en México y equipos con testigo de hasta 6” en Andina y Teniente para distintos requerimientos: Estructural, control de leyes, geotécnico etc.

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DesarrolloDesarrollo

• Desafíos especiales fueron el conseguir estabilidad especialmente con los diámetros grandes y la resistencia adecuada del eje de rotación.

• La refrigeración y el sistema de enfriamiento representaron también desafíos que fueron solucionados durante las pruebas.

• Los torques calculados y la fuerza de empuje resultaron adecuados desde el principio.

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Desarrollo IIDesarrollo II

• También la selección correcta del barril sacatestigo requirió de evaluación.

• El área de corte efectiva debería ser lo suficientemente pequeña que demande el menor torque posible pero al mismo tiempo debe tener el espesor suficiente para resistir el paso por zonas fracturadas o fallas.

• Debe tener el menor número de partes y ser lo más liviano posible.

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Desarrollo IIIDesarrollo III

1. Uso de barriles de pared delgada de gran diámetro y perforación convencional (sin wire line). De comercialización local.

2. Cabezales de rotación del tipo de conexión directa (Top Drive).

3. Carrera corta con avance por cilindro directo.4. Unidades de fuerza de 15 a 40 HP. Esto debido

a la diversidad de requerimientos. Pero usando bastidores y unidades de rotación similares.

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SolucionesSoluciones

Barriles Muestreadores de Pared Delgada.

Diá. Diámetro del Testigo en mm.BQ 36,5NQ 47,6HQ 63,5

BTW-C 42NTW-C 56

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Core Barrels B y N TWCore Barrels B y N TW--CC

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Ventajas de la Serie TWVentajas de la Serie TW--CC

•Entregan testigos de diámetro compatible con las series tradicionales.•Son sacatestigos mucho más livianos.•No requieren de winche ni cable wire line.•Usan consumibles estándar de la serie TW.•Consumen menos agua.•Tienen velocidad de penetración mayor que la serie Q lo que compensa el tiempo de sacar y poner las barras.•Tiene menos partes por ende menos mantenimiento

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Equipos PortEquipos Portáátilestiles

• Se fueron diseñando acorde con las distintas necesidades. Por ejemplo la Ultra para alcances de 60 a 80 m con testigo de 35 mm o 30 m con testigo de hasta 150 mm.• La Sandy llega a los 120 m con 42 mm.• Y la Explorer Jr. Puede alcanzar hasta 180 m en diámetros cercanos (42 mm) al NQ y 100 m con diámetro de 56 mm. (NQ=47,HQ=63).•Además se fabricaron equipos especiales para diámetros superiores.

Ultra – Unidad de Perforación y Bomba de Agua

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Unidad de Fuerza con Comando Incorporado

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Modelo Sandy sobre Columna

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Típica Unidad de Rotación Top Drive

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Explorer Jr. 40 o 60 E

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ConclusionesConclusiones

�La perforación de control en mina es de suma importancia especialmente en la pequeña y mediana minería.

�El desafío se enfrentó buscando soluciones de mercado de bajo costo y con tecnología propia.

�La perforación con sacatestigos de gran diámetro y pared delgada permite usar equipos más livianos con alcances adecuados.

�Ingetrol cuenta ya con más de 210 equipos en 24 países alrededor del mundo.

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DATOS DE CONTACTODATOS DE CONTACTO

Dirección: Antillanca 481 Quilicura

Santiago, CHILE

Tel.: (562) 5975600

Contacto: Luis Silva Arrieta

Presidente

E-mail: luis.silva@ingetrol.com

Sitio Web: www.ingetrol.com

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¡¡MUCHAS GRACIAS!MUCHAS GRACIAS!