95452792 Servicios Auxiliares Mineros Power

ING. MONER URIBARRI

SERVICIOS AUXILIARES 04-

2005

SERVICIOS AUXILIARES

MINEROS

CURSO OBLIGATORIO VII CICLO

MINAS

Dr MONER URIBARRI URBINA

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2005

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SERVICIOS AUXILIARES

MINEROS

Servicio de Proteccin del personal e instalaciones, Suministro de Energa en

sus diversas formas, perforacin,

servicios de voladura, carga, transporte,

beneficio, iluminacin, drenaje,

ventilacin, mantenimiento, sistemas de

comunicacin, Ingeniera, control,

tercera, etc.

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SERVICIO DE PROTECCIN: Son los servicios que brinda un grupo de personas

integrados en las empresas de vigilancia, cuya funcin es

brindar proteccin a las instalaciones de la empresa

minera, en el acceso principal a la Unidad y al interior, a fin

de identificar y proveer del Equipo de Proteccin Personal

(EPP) al visitante y verificar la autorizacin de ingreso.

Tiene la finalidad de garantizar el normal desenvolvimiento de las operaciones, para el efecto efecta rondas

permanentes dentro y fuera de las instalaciones

industriales de la Unidad minera identificando los riesgos a

la propiedad, sobre todo en la presencia de extraos. Para

el efecto este personal cuenta con un sistema de

comunicacin, autorizacin para portar armas, as como

disponer de vehculos para desarrollar su trabajo

eficientemente.

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SUMINISTRO DE ENERGA: Son los servicios que requiere la unidad minera, para

cumplir con sus objetivos y comprende todo los tipos de

energa que hacen posible la operacin minera, dentro de

ellos se puede mencionar a la Energa Elctrica, Aire

Comprimido, energa hidrulica.

ENERGA ELCTRICA: Es la energa que sale de una Casa Fuerza, que puede ser del tipo trmica, hidroelctrica o una

conexin a la lnea de alta tensin. Esta energa se usa en

la Planta de Beneficio, a fin de mover los equipos de

alimentacin, chancado, molienda, separacin magntica

de metales, fajas transportadoras, cicloneo, motores

elctricos en diversas aplicaciones, como en la mina,

siendo su principal uso el de la perforacin, acarreo,

drenaje, izaje, iluminacin.

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AIRE COMPRIMIDO Es el aire atmosfrico al cual se le ha

suministrado cierta presin, por medio de las compresoras; para su uso en la minera, construccin e industria de la Fabricacin.

Es un tipo de energa que se utiliza principalmente en la perforacin, sea en minera superficial como en la subterrnea y es producida por las compresoras que transforman energa mecnica en energa potencial almacenada, resultante de una alta presin que produce el proceso de compresin, esta energa se utiliza en los trabajos de perforacin, en las tolvas neumticas, que son muy necesarias en minas subterrneas.

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CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Aire libre

Presion atmosfrica

Presion Manomtrica

Presin Absoluta

Temperatura

Temperatura absoluta

Volumen de Aire entregado

Compresoras

Compresin

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS DEL AIRE COMPRIMIDO:

El aire comprimido tiene las siguientes ventajas para la minera:

1. Es un cierre como una caja de seguridad en las minas donde existe gases (mina subterrnea).

2. Es fcilmente transportable desde el lugar de su elaboracin hasta el lugar de su uso, mediante

tuberas, mangueras, etc.

DESVENTAJAS DEL AIRE COMPRIMIDO:

Es muy costoso, con respecto a la energa elctrica es ms o menos 8 veces ms caro que

la energa elctrica (su instalacin similar).

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AREAS DE APLICACION

El aire comprimido tiene muchas aplicaciones, las cuales podemos mencionar:

1.Minera: Se utiliza principalmente en las canteras y minas para la perforacin, as como en el carguo, en palas, shuts.

2.Construccin: Se utiliza en la perforacin para la construccin de Diques, Canales, Carreteras, Tneles, como energa neumtica.

3.Industria de la Fabricacin.- En los instrumentos de acabado, en las fbricas de autos, industria qumica, etc.

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TIPOS DE COMPRESION

1. COMPRESIN ADIABATICA: Es aquella en la cual hay un incremento de la temperatura desde la presin inicial de admisin (P1) que es la presin atmosfrica, hasta la presin final (P2), de acuerdo a los requerimientos de su uso; presentndose el inconveniente de la temperatura del aire comprimido. Para este tipo de compresin deber cumplirse que PVK = Constante

Adems el trabajo desarrollado en comprimir ser:

W = 144 P1 V1 P2/ P1 n- 1/ n 1

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CONTINUACION Donde:

P1 = Presin de admisin (lbs/pulg2)

P2 = Presin de entrega (lbs/pulg2)

V1 = Volumen de aire libre

n = Coeficiente politrpico = 1.406

W = Trabajo realizado al comprimir

n = CP/ CV = 0.2375/0.1689 = 1.40615749 1.406

1. COMPRESIN ISOTERMICA: Es aquella en la cual la temperatura inicial (aire

libre) se mantiene constante durante el trabajo de compresin, es decir que

el calor producido es separado inmediatamente y la temperatura se

mantiene constante. En este tipo de compresin se cumple que PV =

Constante.

Adems el trabajo desarrollado en comprimir ser:

W = 144 P1 V1 Ln (P2/ P1)

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PROCESO DE COMPRESION

E I V3

V4

V2

V1

Espacio Muerto

Volumen de espacio

muerto

Presion de admisin

Punto muerto superior

Punto muerto inferior

Volumen desplazado

Razn de compresion

Temperatura

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Presion Atmosferica Es la presin reinante en cualquier punto de la tierra a temperatura y

humedad del lugar donde se mide y vara con la altura, temperatura, gravedad y densidad, esta presin es producida por el peso del aire.

La frmula para hallar la presin atmosfrica a cualquier altura y Temperatura es:

H

Log P2 = Log P1 - -----------------------

122.4 (F +461)

Donde: P1 = Presin a nivel del mar.

P2 = Presin a la altura h.

H = Altura sobre el nivel del mar.

F = Temperatura del lugar

Log P2 = Log P1 0.0000157 H

Donde: P1 = Presin absoluta del nivel de referencia.

P2 = Presin absoluta a la altura h.

H = Diferencia de Altura entre los puntos 1 y 2.

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Volumen Desplazado

Viene a ser el volumen que se desplaza en el recorrido del embolo, hallado tomado su rea, longitud y las revoluciones por minuto, es calculado de igual forma en los compresores de cuerpo hermtico.

VD = A * L * N

Donde:

A = Area del embolo o cuerpo hermtico.

L = Longitud

N = RPM.

Ejemplo: Hallar el volumen desplazado por un embolo de 25 cm de radio, y 40 cm de longitud y una velocidad angular de 2000 RPM, as mismo el volumen de aire libre esperado para un espacio muerto del 4%.

VD = A * L * N

A = R2 = 3.1416 (0.25)2

C = 0.04 V2 VD = 3.1416 (0.25)

2(0.40) (2000) = 157.08 m3

V1 = VD + C VD = 157.08 + 0.04* 157.08

V1 = 163.36 m3

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a

b c

d 1

2 3

4

P

V A d b c

1 2 4 3

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Proceso de compresion En la grfica de presin volumen mostrado, el punto 3 que es el punto

muerto superior, el pistn completa justamente la compresin y descarga del gas del cilindro y la vlvula de escape E ha acabado de cerrarse. El volumen de gas remanente en el cilindro en ese momento V3 se llama volumen del espacio muerto; a medida que el pistn regresa de su posicin del punto muerto superior (pms), dicho volumen V3 se expande hasta alcanzar P4 y V4, en el punto 4, en ese momento la vlvula de admisin (I) se abre y el gas se introduce en el cilindro por el movimiento continuo de retorno del pistn, cuando el pistn alcanza la posicin del punto muerto inferior (pmi) punto 1, la vlvula de admisin se cierra entonces el gas se comprime de (1) hasta (2), cuando la vlvula de expulsin E se abre, logrndose de este modo que el pistn expulse el gas del cilindro de (2) a (3), luego de lo cual se cierra.

Los procesos reales de compresin y expansin en el cilindro no se ajustan a los procesos tericos. Las vlvulas de admisin y expulsin (escape), no se abren instantneamente y varias prdidas de presin y efectos de friccin producen desviaciones de los procesos ideales.

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Capacidad de Una compresora

La capacidad de una compresora la dan los fabricantes en los catlogos, en pies cbicos por minuto (PCM) y al nivel

del mar.

CAPACIDAD REAL DE UNA COMPRESORA:

Es el volumen de aire comprimido que entrega una compresora en pies cbicos por minuto, a la presin y

temperatura de entrada, y est relacionado con el

rendimiento volumtrico.

EFICIENCIA VOLUMTRICA:

Es la relacin entre la cantidad de aire libre a la temperatura ambiente y la presin de admisin realmente tomado por el

pistn o mbolo o cuerpo hermtico en el momento de su

desplazamiento, con el volumen terico del compresor. Se

expresa en %, este porcentaje vara entre 50 y 85% en la

prctica.

Eff V. = V / VD

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Eficiencia de Compresion

Es la relacin entre el caballaje terico a los caballos de fuerza indicados, que se requieren para comprimir una cantidad definida de aire o gas por minuto. La potencia terica puede ser calculada de acuerdo a la base adiabtica y la eficiencia de compresin correspondiente y estar expresada en porcentaje.

EFICIENCIA MECANICA:

Es la relacin de los caballos de fuerza que suministra el cigeal de la compresora con el caballaje indicado que va en la placa. El caballaje suministrado se puede medir mediante un dispositivo que mide la presin dentro del cilindro, continuamente en cada punto de la trayectoria del mbolo.

CAPACIDAD TEORICA CONVENCIONAL:

Se determina en funcin del diagrama presin volumen y espacio muerto, ms el rendimiento. Se define como el volumen barrido por el pistn, sin considerar el espacio muerto en este volumen, ya que representa al aire libre realmente tomado por el pistn o cuerpo hermtico.

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Volumen de aire libre esperado

Es el volumen que realmente ingresa en el cilindro o cuerpo hermtico, para su

compresin, el rendimiento volumtrico

se puede deducir a partir del volumen de

aire libre esperado utilizando el diagrama

presin volumen tanto para el proceso

Isotrmico como para el Adiabtico

V = V1 V4

V = Volumen de aire libre esperado

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Rendimiento Volumetrico Convencional

Se determina de la siguiente forma:

V = V1 V4 (I)

V = V / VD (II)

V3n P3 = V4

n P4 P3 / P4 = ( V4 / V3 )n V4 / V3 = ( P3 / P4 )

1/n

V4 = V3 ( P3 / P4 )1/n pero V3 = C VD y ( P3 / P4 )

1/n = ( P2 / P1 )1/n

Entonces: V4 = C VD ( P2 / P1 )1/n (III)

V1 = VD + C VD (IV)

Reemplazando (III) y (IV) en (I) se tiene:

V = VD + C VD - C VD ( P2 / P1 )1/n (V)

Reemplazando (V) en (II) se tiene:

V = VD + C VD - C VD ( P2 / P1 )1/n ] / VD

V = 1 + C C ( P2 / P1 )1/n Rendimiento volumtrico convencional para

proceso adiabtico

V = 1 + C C ( V1 / V2 ) Rendimiento volumtrico convencional para proceso

Isotrmico.

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COMPRESORAS

Son mquinas diseadas especialmente para comprimir aire o gas, desde una

presin inicial de entrada (aire libre), hasta

la presin de descarga, la cual puede ser

graduada de acuerdo a los requerimiento,

mediante el automtico de la compresora.

Es un aparato de conversin de energa,

que convierte energa mecnica en energa

potencial almacenada, resultante de una alta

presin obtenida.

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COMPRESORAS

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PERFORADORAS

Son equipos utilizados para construir taladros

en roca o mineral, con la finalidad de:

Sacar testigos, en el caso de exploracion desde

superfcie o

Colocar explosivo en el taladro con la finalidad

de extraer la roca o mineral, en el cual se

realiza el taladro o taladros mediante la

voladura,

Las perforadoras pueden utilizar diferentes

tipos de energa entre ellas tenemos: Aire

comprimido, Electricidad, Energa Hidraulica.

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TIPOS DE

PERFORADORAS

HIDRAULICA

NEUMATICA

ELECTRICA

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TIPOS DE PERFORADORAS

NEUMTICAS

La energa que usan

es la del aire

comprimido, que

proporciona una

energa potencial que

proporciona

movimiento a las

partes de la mquina.

Martillo en cabeza

Son perforadoras que se

ubican detrs de la

columa de perforacin

Martillo en Fondo

Son perforadoras que se

ubican delante de la

columna de perforacin.

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QUASAR LH

PERFORADORAS HIDRAULICAS

MONTADAS SOBRE JUMBOS

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CABLEBOLT

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BROCAS PARA PERFORACIN CON MAQUINAS LIVIANAS

Y PESADAS taladros largos (LH)

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BROCAS USADAS EN PERFORACION

DTH

MARTILLO EN FONDO

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SIMBA 257

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