La perforadora de tiros largos DU412i ITH de Sandvik puede ser utilizada, sin modificaciones, tanto en la perforación de producción como en el desarrollo de ranuras. Sandvik la llamó el equipo más versátil de su tipo en el mercado. (Foto: Sandvik)
Las nuevas soluciones ofrecen controles inteligentes, automatización, mediciones casi en tiempo real y pozos planificados de forma óptima para la nueva era de la minería de precisión
Por Jesse Morton, Redactor Técnico
Los pozos que son de conformidad con la planificación, ya sea en la perforación de exploración o en el escariado de piques de traspaso, pueden ser invaluables. Esto puede significar el descubrimiento de una nueva zona de alta ley que atrae a los inversores necesarios para financiar su puesta en marcha. O podría generar una mejor fragmentación para mejorar la carga del chancador primario.
La planificación de los pozos de conformidad con las especificaciones del yacimiento puede ser incluso de mayor valor, impactando todo el proceso hasta el consumo de energía de todo un molino.
Recientemente han aparecido en el mercado, o lo harán pronto, varias soluciones nuevas que ofrecen, entre otras cosas, pozos casi rectos mediante láser, limpios, o de conformidad con la planificación, o que son planificados de forma óptima, o que pueden compararse rápidamente con la planificación para ayudar a tomar decisiones ultra rápidas. Cada una muestra lo difícil que puede ser conocer realmente la geología y a su vez responder a ella. También es probable que cada una de ellas se refiera a un futuro incipiente de la minería de precisión, en el que los planes y las decisiones se basan en datos, y en el que el tiempo y la energía perdidos son, cada vez más, cosas del pasado.
El Sistema de Topografía Rápida Controla los Pozos
Carlson informó que planea lanzar una nueva versión de su probado sistema de medición de desviación y topografía de pozos de sondeo, Boretrak, a fines del segundo trimestre del 2020. El nuevo sistema está diseñado con mejoras sobre los modelos anteriores de Carlson, el Cabled Boretrak (cableado) y el Rodded Boretrak (con varillas).
Las mejoras ayudan a acelerar el flujo de trabajo, mejorar la facilidad de uso del sistema y extender el rango angular de los despliegues. Boretrak2 produce resultados más precisos, que son vitales cuando se utiliza para optimizar las operaciones de tronadura donde la seguridad es crucial, dijo James Husack, ingeniero de apoyo y proyectos especiales de Carlson Software.
Boretrak2 utiliza una unidad de medición inercial (IMU) que incorpora un giroscopio de tres ejes, un acelerómetro y un magnetómetro para medir pozos de sondeo pequeños de hasta 2 pulgadas de diámetro en cualquier dirección o inclinación. El sistema proporciona “un estudio as-built sobre cómo se perforó realmente un pozo de sondeo en comparación con los parámetros de diseño,” dijo Husack.
“Ofrece un mapeo de pozos de sondeo rápido, fácil de usar, fiable y repetible en una variedad de entornos y situaciones,” dijo. “Se ha construido a partir de más de 30 años de experiencia en el producto y en el campo.”
El hardware consiste en una sonda Boretrak compacta, ligera y resistente y un sistema de despliegue, informó Carlson. Se puede utilizar una variedad de sistemas de despliegue, dependiendo de la operación. Por lo general, un simple cable metálico es adecuado para despliegues en el fondo de la perforación, mientras que las varillas de empuje o las varillas estándares
del Boretrak pueden emplearse para operaciones horizontales o hacia arriba de la perforación. El sistema también viene con un PDA o tablet PC para ejecutar el software de campo.
El PDA o tablet ejecuta un software “que permite a los operadores visualizar los resultados en terreno junto con los datos de los escáneres subterráneos de Carlson, el C-ALS y el VS+,” dijo Husack. “Los resultados pueden ser pasados al software Blast Ops de Carlson para el análisis adicional del diseño de tronadura.”
La empresa también puede suministrar otros paquetes de software para un procesamiento más avanzado y escáneres 3D para recoger datos complementarios que puedan ser georreferenciados y analizados junto con la topografía de pozos, dijo. “Se requiere un mínimo de capacitación para que el cliente se ponga en marcha.”
Boretrak2 mejora el antiguo modelo del Cabled Boretrak de Carlson ya que no depende de una brújula magnética para orientar el sistema, informó la empresa.
“El Boretrak2 se puede utilizar en áreas que contienen materiales ferrosos y cerca de cosas que podrían causar campos magnéticos que, de otro modo, comprometerían un sistema a base de brújula,” dijo Husack.
El Boretrak2 también mejora el antiguo Rodded Boretrak de Carlson:
“Los usuarios de los sistemas Rodded Boretrak tradicionales fueron forzados a usar barras para fijar la orientación de la sonda,” dijo Husack. “Pero con el Boretrak2 se ha eliminado esta necesidad, y las barras sólo se utilizarán para mover la sonda horizontalmente o hacia arriba,” dijo. “Las barras ya no son necesarias para orientar el sistema, lo que significa que la operación de despliegue es mucho más simple y menos propensa a errores.”
El software suministrado con Boretrak2 es más rápido, más versátil y más intuitivo que el software suministrado anteriormente con los modelos Boretrak más antiguos. “Los nuevos usuarios del Boretrak2 deben adaptarse fácilmente a los flujos de trabajo establecidos que son enseñados durante la capacitación, con un impacto mínimo en sus operaciones existentes,” dijo Husack.
El hecho de que el Boretrak2 puede desplegarse en cualquier ángulo, tanto hacia arriba como hacia abajo de la perforación, significa que es una herramienta esencial para ayudar a controlar y gestionar la perforación subterránea, informó Carlson. Analizar los datos del Boretrak2 junto con los escaneos de caserones y cavidades recopilados por los escáneres C-ALS y VS+ de Carlson proporciona una solución única e integral para la captura de datos subterráneos, dijo Husack.
Perforadora Inteligente ITH de Tiros Largos
Sandvik reportó que su perforadora de tiros largos DU412i ITH puede perforar pozos que se desvían menos del 2% sin importar la longitud del tiro.
La máxima precisión “asegura que los pozos se perforen según lo planeado,” dijo Jukka Naapuri, gerente de producto de perforadoras de pozos largos subterráneos. “El objetivo es minimizar la dilución, minimizar la pérdida de minerales y mejorar la fragmentación, ya que las cargas correctas y los espacios en el fondo de los pozos permiten que los explosivos corten y rompan la roca según lo planeado.”
La unidad puede perforar pozos de 115 a 165-mm de ancho con una precisión de hasta 60 m en la perforación de producción. Puede perforar tiros largos de soporte de un solo servicio de hasta 203 mm y hasta 150 m de longitud. La unidad también puede ser configurada para escariar chimeneas de arranque primarias de 762 mm con una precisión de hasta 35 m, informó Sandvik.
Naapuri dijo que la unidad es el equipo de perforación ITH de tiros largos totalmente automatizado y operado por telemando más versátil del mercado. “Sin modificaciones, puede ser usado tanto en perforaciones de producción como en el desarrollo de ranuras (slots), ofreciendo una gran versatilidad a los operadores mineros que utilizan la perforación ITH,” dijo Naapuri.
La unidad es capaz de escariar con un cabezal V-30 a mayor velocidad que otros métodos de desarrollo de ranuras. Todo esto prácticamente garantiza “que la ranura tendrá éxito,” dijo Naapuri, especialmente en comparación con métodos como la perforación y la tronadura.
“Entrega capacidad para desarrollar ranuras ciegas sin necesidad de un nivel superior,” dijo Naapuri.
Para la elevación de ranuras, la unidad se entrega con “alimentación de pozo ciego y centralizador dividido, un cabezal de rotación RH6250 separado y un carrusel PC225,” informó Sandvik.
El manejo de barras durante el escariado está mecanizado.
La unidad viene con el nuevo sistema de control de perforación iSOLO, respaldado por la plataforma de la Arquitectura de Control Inteligente de Sandvik. “iSOLO respalda la transferencia del plan de perforación para la gestión del plan de perforación en pantalla y el monitoreo remoto de OptiMine,” dijo Naapuri. “Está preparado para la gestión de flota e información AutoMine.”
Los paquetes AutoMine le permiten repetir los ciclos de perforación, operar sin tripulación durante los descansos
y cambios de turno, y ser operado a distancia, informó Sandvik. “El paquete estándar de perforación Silver presenta la automatización de un solo pozo, incluyendo el desacoplamiento de barras, mientras que el opcional Platinum ofrece la automatización de ventiladores, la gestión del plan de perforación y la descarga de datos según la perforación.”
La DU412i fue probada con éxito en perforación de producción en una mina de oro en Ontario. Se probó en el desarrollo de ranuras en la mina de prueba de Sandvik en Tampere, Finlandia. “Allí se escariaron chimeneas de arranque primarias de 762 mm hasta 20 m con éxito,” dijo Naapuri. “Se han vendido cuatro unidades en Canadá y hemos empezado a aumentar nuestra producción en la planta de Tampere.”
El despliegue requiere de una red de suministro de aire comprimido de 7 bares (100 psi). “Una alternativa a esto son los compresores atmosféricos portátiles de la serie KA de Sandvik, los cuales ofrecen lo mismo con una inversión mucho menor,” dijo Naapuri. El aire comprimido de 7 bares “será impulsado a bordo del DU412i hasta 28 bares (400 psi) para el martillo ITH.”
Cuando se usan barras de perforación de 6 pies, las galerías tienen que ser de un mínimo de 4 por 4 m. Las secciones transversales tienen que ser de un mínimo de 4,5 por 4,5 m. “Si la longitud de la barra es de 5 pies, entonces la unidad puede ser usada en galerías o calles de producción que son aproximadamente de 3,7 por 3,7 m,” dijo Naapuri.
La plataforma también necesita una red WLAN/LAN para transferir el plan de perforación hacia y desde la oficina, para el monitoreo de estado del equipo y para la operación de perforación a distancia. “La perforación a distancia pronto se ampliará para incluir el traslado entre ventiladores.”
Sandvik ha estado en el espacio de la producción subterránea de tiros largos con martillos en cabeza desde la década de 1970. “La perforación de tiros largos con martillo en cabeza, en términos de unidades entregadas, representa alrededor del 80% de las entregas a nivel mundial,” dijo Naapuri.
La empresa comenzó a desarrollar perforadoras clase-i en 2012, aproximadamente en el momento en que adquirió Cubex, fabricante de las perforadoras de tiros largos ITH. En 2015, la empresa avanzó para ofrecer la plataforma clase-i en unidades ITH.
Naapuri dijo que la nueva unidad pone fin al debate sobre si la tecnología de perforación con aire comprimido puede operar con éxito en el subsuelo. “El aumento de la productividad y los requisitos de seguridad del producto se aplican a la perforación de tiros largos ITH, y la DU412i es el primer producto completamente automatizado y operado a distancia que cumple con los requisitos de la industria en toda la aplicación,” dijo Naapuri.
Al inicio de esa lista de requisitos se encuentra la precisión estricta. “La precisión de los pozos es primordial en la perforación de producción y en el soporte de servicio,” dijo. “La perforación ITH garantiza que Sandvik puede cumplir incluso con los requerimientos más estrictos en esta área.”
Controla la Energía Autoadaptable
Komatsu informó que el sistema de control de perforación Intelsense de Montabert, típicamente desplegado en los jumbos de perforación frontal de Joy y en otras perforadoras de galerías, ayuda a asegurar pozos rectos y limpios mientras optimiza la vida útil de los insumos de perforación.
“Intelsense optimiza el rendimiento y la fiabilidad de las perforadoras de galerías con el fin de lograr un bajo costo de mantención,” dijo Hugues Neyrand, gerente de línea comercial de perforación, Montabert.
El sistema de control está diseñado para optimizar el rendimiento de la perforación mediante la auto-adaptación de la energía generada hacia la perforadora de galerías.
“El peligro es tener energía no controlada que no se transmite a la roca sino que se disipa en las herramientas de perforación o en el interior de la perforadora de galerías, lo cual puede causar daños,” dijo Neyrand.
Dependiendo de la geología, el sistema ajusta la presión de impacto, la cual está directamente conectada con la fuerza de alimentación. “Cada condición de la roca necesita su configuración apropiada para optimizar el rendimiento,” dijo Neyrand. “El sistema Intelsense se autoajusta y controla los parámetros hidráulicos suministrados a la perforadora de galerías para rendir al máximo con la mayor tasa de penetración.”
En condiciones de roca blanda, el sistema aumentará la velocidad de alimentación y disminuirá la presión de impacto. En condiciones de roca dura, aumentará la fuerza de alimentación y la presión de impacto.
Al optimizar la presión de alimentación, se evita la desviación y el resultado son pozos más rectos y limpios para la tronadura, informó Komatsu.
Intelsense también incluye un sistema anti-atascamiento para controlar el par de torsión en la broca. Eso reduce
el riesgo de que la broca se atasque en el frente.
“El sistema ofrece enormes beneficios para mejorar la longevidad de los insumos de perforación,” dijo Neyrand. “La perforadora de galerías trabaja de forma óptima, por lo que el intervalo de mantención se prolonga significativamente,” dijo. “Esto proporcionará importantes reducciones de costos a la mina y aumentará la fiabilidad del equipo.”
Por ejemplo, el sistema puede ayudar a prolongar sustancialmente la vida del mango. “La energía total de la perforadora de galerías se utiliza para la penetración de la roca, reduciendo así la pérdida de energía en las herramientas o dentro de la perforadora,” dijo Neyrand.
Los OEMs han utilizado históricamente el sistema para mejorar la competitividad de sus equipos, informó Komatsu. Robodrill, por ejemplo, lo ha utilizado durante 20 años para ofrecer un precio muy agresivo por metro de perforación.
“Kaishan de China entiende los beneficios de controlar la energía,” dijo Neyrand. “Se les conoce como un fabricante Premium en China, y ahora compiten en el extranjero en el mercado minero ruso y kazajo.”
Mientras que otros han tratado de replicar a Intelsense, Neyrand explicó que Montabert se mantiene un paso adelante a través de continuas mejoras a su control y desarrollo de la perforadora de galerías.
Los Controles Ofrecen Precisión, Digitalización
Epiroc informó que su largamente probado Sistema de Control de Equipos (RCS) ayuda a los equipos de perforación a navegar y perforar de manera optimizada, a adaptarse a las diferentes condiciones de las rocas y a ejecutar múltiples pozos rectos con precisión superior.
“La seguridad, la productividad, la mayor utilización y la consistencia son también valores importantes a alcanzar,” dijo Guillherme Paiva, líder de automatización global, perforación subterránea, Epiroc.
El sistema puede complementarse con otras soluciones de control y automatización de Epiroc, como el sistema telemático Certiq, Rig Remote Access, Underground Manager y ABC Total, para la digitalización de la perforación y más allá.
Con un paquete de control y automatización lanzado por primera vez hace más de dos décadas, RCS ofrece beneficios en el rendimiento de las perforadoras, en mantención y en planificación.
El sistema provee navegación electrónica, y elimina la necesidad de marcar manualmente el frente de trabajo, lo que minimiza la exposición a riesgos, dijo Paiva. La precisión de la perforación resulta en pozos más rectos, según lo planeado, lo cual permite ahorrar en explosivos y aporta una fragmentación homogénea. Una mejor tronadura puede significar numerosos beneficios aguas abajo, desde la reducida necesidad de reforzamiento de la roca y el escalamiento a un mejor control de la dilución, lo que ayuda al molino.
Paiva dijo a Equipo Minero que el sistema RCS reduce los costos de mantención minimizando el desgaste de las perforadoras e insumos, facilitando la identificación de fallas, simplificando el rastreo de fallas, permitiendo de este modo prácticas asertivas de gestión de activos y flotas.
Eso ayuda a mejorar la planificación y la programación.
“RCS conduce a una disminución de la variabilidad operacional a lo largo del tiempo debido a una menor dependencia en las habilidades del operador,” dijo Paiva. Eso en última instancia habla de “una gestión de mejora continua y un mayor nivel de previsibilidad para la planificación y la programación.”
Un resultado del RCS, “datos fiables, pueden ser visualizados en Certiq y Underground Manager para análisis, evaluación y optimización del proceso de perforación,” dijo Paiva.
La literatura de la empresa describió a Certiq como una solución telemática que recopila, compara y comunica información vital del equipo. Ofrece conocimientos detallados y resúmenes de las flotas enteras. Los resultados incluyen “datos de producción, alarmas, advertencias, capacidades de reporte y datos operacionales,” dijo Paiva, “en una interfaz Web con tableros estándares.”
Underground Manager es un software para planificar, administrar y evaluar una operación de perforación, informó Epiroc. Paiva dijo que la solución ofrece “herramientas de diseño y evaluación de planes de perforación, y análisis de medición mientras se perfora (MWD).”
Los datos del RCS también pueden ser aprovechados por el ABC (Advanced Boom Control) Total de Epiroc, un paquete de automatización a bordo. La solución ofrece capacidades avanzadas en el área de manejo de planes de perforación, MWD, parada de rompimiento, perforación de múltiples pozos y más.
Paiva dijo que las soluciones mencionadas pueden ser adoptadas gradualmente como parte de la solución integral de optimización y digitalización de la cadena de valor de las operaciones subterráneas de Epiroc, 6th Sense. “6th Sense no es sólo otro sistema, dijo. “Se trata de un trabajo a largo plazo para crear una plataforma de automatización y digitalización en apoyo de las operaciones reales.”
La digitalización es más grande que la suma de sus partes, dijo Paiva. “La configuración de los equipos de perforación, las opciones de software, los ajustes del sistema, los componentes de la columna de perforación, el servicio de mantención y el monitoreo de los
resultados con un enfoque de mejora continua son todos elementos que deben ser equilibrados para lograr resultados sostenibles.”
La digitalización incremental es perjudicial y debe ser manejada con cuidado, dijo.
“Ello exige una nueva forma de trabajo,” dijo Paiva. “Nuestros clientes necesitan que la gente, los procesos y la tecnología se sincronicen. 6th Sense es la forma que Epiroc tiene de optimizar la cadena de valor de nuestros clientes a través de la automatización, la integración de los sistemas y la gestión de la información, para una operación inteligente, segura y sin problemas.”
RCS encapsula la misión de la empresa al ser una solución en sí mismo, mientras se integra en sistemas y soluciones cada vez más completos, explicó Paiva.
El RCS de Epiroc ofrece una mejor precisión de perforación y la capacidad de digitalizar gradualmente la perforación. (Foto: Epiroc)
NSR: Production Optimiser Aumenta la Precisión, Producción
Minnovare publicó un documento técnico que mostraba cómo el Production Optimiser mejoró drásticamente los resultados de las perforaciones en las minas de Northern Star Resources (NSR).
Según el documento, la minera de oro implementó la solución “plug-and-play” en todas sus operaciones en Kalgoolie a mediados del 2018. NSR informó que el Production Optimiser proporcionó una mejora significativa en la precisión y consistencia de la perforación.
“Nos ayudó a reducir nuestra relación de toneladas de puente a caserón en más de un 50%,” dijo Jeff Brown, director de innovación y tecnología de NSR. “Esa reducción resultó en menos re-trabajos y retrasos, y en última instancia una mejora tanto en la fiabilidad como en la productividad de las minas.”
Otros beneficios logrados listados incluyeron el aumento de la productividad y la reducción de los costos fijos. Según Minnovare, la producción total se incrementó en un 33% y se valoró en $12 millones de dólares aproximadamente.
Brown dijo que la solución ayuda a asegurar que los operadores hagan su mejor esfuerzo. “Aparte de la mejora de la precisión, la digitalización de lo que tradicionalmente era un proceso basado en el papel ofrece un aumento de la eficiencia que impulsa la productividad de las personas a través de una mayor responsabilidad y visibilidad,” dijo Brown. “Ha aportado un nivel de integridad de datos y control de calidad a nuestras operaciones de perforación y tronadura que simplemente no existía anteriormente.”
Production Optimiser determina el ángulo de inclinación y descarga de la pluma en tiempo real, y se conecta de forma inalámbrica a la interfaz móvil del Production Optimiser.
La interfaz ejecuta CORE, el software que asimila los datos capturados, analiza y rastrea el progreso, y comunica y sincroniza las planificaciones de la perforación digital. Usando CORE, el operador puede realizar la planificación de la perforación diaria, la cual se detalla hasta las especificaciones de cada pozo. Los datos de la perforación son importados automáticamente al CORE para su análisis y sincronización.
El software de planificación de la perforación Production Optimiser, CORE, elimina el papeleo y aumenta la transparencia, lo que ayuda a animar a los operadores a hacer su mejor trabajo. (Foto: Minnovare)
De acuerdo con la literatura de la empresa, el sistema se integra perfectamente con el software de planificación de la plataforma y de la mina para la importación y exportación directa de los datos.
La solución puede utilizarse en equipos de perforación de producción de cualquier marca y modelo, y en minas de vetas angostas o de grandes caserones. Éste funciona independientemente de los sistemas y procesos actualmente instalados. Esto significa que ofrece menor dependencia de las marcas topográficas y no se requiere la alineación láser, la nivelación de plataforma o los inclinómetros a bordo.
Minnovare dijo que los procesos de instalación convencionales dependen de múltiples variables y a menudo están propensos a errores. “Por lo tanto, la precisión es a menudo poco fiable,” dijo Mick Beilby, cofundador y director comercial de Minnovare. “El Production Optimiser reduce la cantidad de variables en el proceso, lo que resulta en un proceso de instalación simplificado, más consistente y más preciso.”
Las mayores ganancias ofrecidas resultan de cómo la solución ayuda a la instalación y alineación de la plataforma. La instalación y la alineación inapropiadas representan el 70% de toda la desviación de los pozos, dijo Beilby. “Si no va a dar en el lugar correcto, puede esperar malos resultados de la tronadura.”
Por consiguiente, una de las capacidades ofrecidas es el Smart Collar, que recalcula automáticamente los pozos con collares obstruidos.
Al entregar mayor velocidad y precisión, la solución reduce el tiempo de ciclo del caserón y hace posible patrones de perforación ambiciosos. El resultado son tronaduras óptimas que conducen a una reducción de la dilución y a un aumento de la recuperación, dijo Beilby. “Es un área muy enfocada que puede tener impactos de gran alcance en el rendimiento general de la mina.”
Production Optimiser se lanzó en 2018 y fue adoptado rápidamente por las minas en Australia, África y Estados Unidos. “Fue adoptado por más de 35 minas en sólo dos años,” dijo Beilby.
