“EXPLORACIÓN DE YACIMIENTOS MEDIANTE LA PERFORACIÓN

“EXPLORACIÓN DE YACIMIENTOS MEDIANTE LA PERFORACIÓN DE SONDEOS”
PERFORACIÓN DE SONDEOS
I JORNADA SOBRE TEMAS DE ACTUALIDAD EN LA MINERÍA
28 de Mayo de 2015
D. Ángel Rodríguez Soto ‐ Ingeniero de Minas ‐ In Situ Testing, S.L.
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INGENIEROS DE MINAS DE ESPAÑA
GRUPO ESPECIALIZADO EN RECURSOS Y RESERVAS MINERALES ESPAÑOLA Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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GRUPO ESPECIALIZADO EN RECURSOS Y RESERVAS MINERALES
1
( Instituto Ingenieros de Minas de Chile )
Fases de la Conversión de Recursos a Reservas
Prospecto de d
Exploración
Idea
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
Estudio de de
Diagnóstico Ingeniería
de Perfil
Estudio de de
Prefacitibilidad
Ingeniería Conceptual
Estudio de de
Facitibilidad
Bancabilidad Activos Mineros
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Persona Competente Calificada para informar públicamente sobre los Prospectos de Exploración y
sobre los Recursos y Reservas: Técnico con formación universitaria en la especialidad; experiencia >5
años; y conocimiento contrastado en un tipo determinado de yacimiento. Actuará como Responsable
de la Estimación de Recursos Mineros o Reservas.
Prospecto de Exploración Documento que obtiene su información a partir de los estudios y análisis
previos llevados a cabo en sectores mineralizados, percibidos como de alto interés económico.
Es más una base conceptual que una base para estimaciones. Puede incluir: datos de afloramientos,
naturaleza y p
producción histórica de depósitos
p
mineros p
próximos.
Dejar claro la naturaleza y limitaciones de la información a los posibles inversionistas.
La PCC necesitará normalmente información adicional para comprometerse con datos sobre tonelajes,
leyes y programas productivos.
Estudio de Diagnóstico  Estudio de Prefactibilidad  Estudio de Factibilidad
Recurso Minero: Mineralizaciones de interés económico identificadas y estimadas a través de
exploración. Presentan una elevada incertidumbre.
Categorización de Recursos: Inferidos, Indicados y Medidos
Reserva Minera: Es la fracción del Recurso Indicado o Medido económicamente aprovechable de
acuerdo a un escenario productivo, medioambiental, económico y financiero derivado de un plan
minero. En base al grado de conocimiento puede ser probable o probada.
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3
FASES DE LA INVESTIGACIÓN MINERA
Prospección se reconoce una zona amplia
con un bajo coste
Se emplea cartografía geológico‐minera,
geoquímica, geofísica aérea,…
Exploración minera se dirige a las zonas en
las que se ha confirmado la existencia de
un depósito mineral para definir su valor
económico y evaluar si es posible su
extracción con rentabilidad.
Durante las Desarrollo y Explotación del
yacimiento es habitual continuar con la
perforación de sondeos.
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4
Ángel Rodríguez Soto
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5
SONDEOS DE EXPLORACIÓN MINERA
Los sondeos son una herramienta vital en la investigación minera.
A través de perforaciones del subsuelo por métodos diversos, se obtienen muestras en
profundidad que permiten confirmar o desmentir posibles interpretaciones sobre la existencia
de yacimientos y en su caso, conocer la ley del mineral.
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SONDEOS DE EXPLORACIÓN MINERA
R.G.N.B.S.M. ITC M.I.E. S.M. 02.0.01 ‐ Propuesta
p
de Director Facultativo del sondeo y Aceptación
p
D.F.
son obligatorios, visados por el Colegio correspondiente ( Ingenieros o Ing. Técn. de Minas )
Proyecto
y
del sondeo visado,, incluirá como Anejos:
j
‐ Estudio Básico de Seguridad y Salud
‐ Disposiciones Internas de seguridad (D.I.S.)
ITC 02.1.01 Documento de Seguridad y Salud
ITC 02.1.02 “Formación
Formación preventiva para el desempeño del puesto de trabajo de Operador de
equipos de sondeos” con una duración de 20 horas
Jornada Laboral. Los sondeos como el resto de actividades laborales están sujetos al
cumplimiento de la legislación laboral. Es fundamental controlar las horas de actividad por
las repercusiones que se producirían en caso de investigación si hay accidente,…
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DIMENSIONES DE LOS SONDEOS
Sondeos con recuperación de testigo: Corta la roca, que se recupera con su estructura original
El método más frecuente es el wireline
Diámetros de perforación entre 76 mm y 146 mm
Diámetros de testigo entre 45 mm y 102 mm
L
Los sondeos mineros suelen alcanzar longitudes entre 50 m y 1.500 m
d
i
l
l
l
it d
t 50
1 500
Sondeos destructivos: Para avanzar fracturan el terreno. Las muestras se recogen en bolsas
El método más empleado en minería es la circulación inversa (RC).
p
( )
El diámetro habitual es 5 ½ “ (140 mm) y pueden llegar a las 26 “ (660 mm)
Sondeos O&G: Alcanzan longitudes de varios miles de metros y con frecuencia cuentan con ramificaciones que siguen distintas direcciones.
ifi i
i
di i
di
i
Las perforaciones más profundas hasta la fecha, han sido:
SG3 perforado en 1985 en la península rusa de Kola es récord con longitud final de 12.262 m
El Bertha Rogers perforado en 1974 en USA alcanzó los 9.583 m
El KTB‐HB finalizado en 1994 en Alemania, alcanzó los 9.101 m
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SONDEOS DESTRUCTIVOS
Los sistemas de avance más comunes son la trialeta en
suelos y en rocas la rotopercusión con martillo en
fondo (Down The Hole = DTH) y triconos.
En O&G p
predominan las bocas tipo
p PDC ((Policristalino
de diamante sintético) Sin partes móviles/rodamientos.
En sondeos mineros los métodos más empleados son
triconos ((rocas blandas)) y sobre todo DTH con circulación
inversa (RC) y toma de muestras frontal, para que no se
contaminen las muestras procedentes del sondeo, por no
rozar las paredes del sondeo.
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PERFORACIÓN CON TRICONOS
Los triconos combinan dos acciones: indentación y corte.
corte
En la indentación los dientes del tricono penetran en el terreno debido al empuje.
produce en terrenos blandos con el movimiento lateral de desgarre
g
de los conos,, al
El corte se p
girar en el fondo del sondeo.
En terrenos más competentes es una combinación de trituración y cizalladura, debido al
movimiento relativo de los conos.
INSERTO
TRICONO DE DIENTES
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PERFORACIÓN CON CIRCULACIÓN DIRECTA e INVERSA
En función del sentido de inyección del fluido de perforación será circulación directa o
inversa.
Circulación directa. El fluido de p
perforación se inyecta
y
por centro de
p
la sarta. El retorno circula por el anular(varillaje‐paredes sondeo)
Circulación inversa. El fluido de perforación, normalmente aire,
retorna a superficie
fi i por ell centro de
d la
l sarta sin
i tocar paredes
d del
d l
sondeo.
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PERFORACIÓN INVERSA (RC) CON TOMA DE MUESTRA FRONTAL
Circulación Inversa (Reverse Circulation = RC): Es la mejor variante para minería, porque
evita contaminación de muestra al no tocar las paredes del sondeo. Emplea varillaje doble
que inyecta aire en sondeo a la cota a la que se encuentra el fondo de la perforación.
Proporciona una columna litológica fiable.
Habitualmente se alcanzan profundidades con este método de hasta 250 m con diámetro
adecuado para proporcionar un buen volumen de muestra.
Equipo necesario
Compresor de elevada potencia
Presión = 30 bar
Caudal = 35 m3/min
A veces se complementa
p
con Booster
Ciclón separador (aire/muestra)
Suele complementarse con cuarteador
Varillaje Doble
Martillo en Fondo (DTH) con toma frontal
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PERFORACIÓN INVERSA (RC) CON TOMA DE MUESTRA FRONTAL
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SONDEOS CON RECUPERACIÓN DE TESTIGO
Perforación Convencional
Perforación
Convencional
Exige extraer toda la sarta de perforación tras
cada avance de hasta 3 m y solo es adecuado
para sondeos
d
verticales
ti l
Apenas se usa en minería pues solo consigue
rendimientos aceptables hasta unos 25 m de
profundidad.
f did d
Perforación Wireline
Permite extraer el testigo tras cada avance por
el centro de la sarta, sin sacar toda la
maniobra. La mayor rigidez de su sarta (con
varillaje de mayor diámetro) le permite
perforar sondeos verticales e inclinados.
El wireline es el habitual en minería, por ser el único adecuado para sondeos profundos.
La extracción del tubo portatestigo tras cada avance de la perforación se realiza por el
interior del varillaje, tirado por medio de un cable denominado “wireline”, maniobrado con
un cabrestante auxiliar acoplado a la sonda.
Supone
p
un ahorro de tiempo
p enorme en sondeos p
profundos
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SONDEOS WIRELINE – Diámetros Normalizados Serie “Q”
x TIPO
BQ
NQ
HQ
PQ
SQ
Ø Perforación (mm)
60
75,8
96
122,6
146
Ø Testigo (mm)
36,5
47,6
63,5
85
102
Tubo Triple
NQ-3
HQ-3
PQ-3
SQ-3
Ø Perforación (mm)
75,8
96
122,6
146
Ø Testigo
g ((mm))
45,1
,
61,1
,
83
102
Ø Varillaje
((mm))
Ext
55,6
69,9
88,9
114,3
139,7
Int
46
60 3
60,3
77 8
77,8
103 2
103,2
125 4
125,4
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SONDEOS WIRELINE ‐ Selección coronas
Es importante seleccionar bien el tipo de corona y
calibradores para cada trabajo.
En las coronas de diamantes impregnados, la matriz se
diseña para que se erosione de modo que a medida que se
desgasta la matriz, nuevos diamantes afloran en el frente de
corte. La erosión simultánea de matriz‐diamante consigue el
autoafilado de la corona.
Índice de Penetración (cm/min): Depende de las r.p.m.; del
empuje de la corona; y del caudal de agua inyectada. Este
índice define la velocidad de avance de la perforación.
El análisis de la erosión; del índice de penetración y la vida de
la corona permiten una buena elección de la matriz; de la
concentración de diamantes; de la geometría del plano de
corte; de los pasos de agua y de las alturas diamantadas,.
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SONDEOS WIRELINE – Velocidad de rotación
La velocidad de rotación óptima es función del tipo de
material de corte de la corona y de su diámetro.
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SONDEOS WIRELINE
LLa jaula
j l de
d protección
t ió con parada
d de
d rotación
t ió
automática al abrirse, ya es habitual en numerosas
explotaciones mineras.
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SONDEOS WIRELINE – Carga a aplicar por la corona Es muy importante conocer la carga que se debe ejercer sobre el terreno que se perfora
y controlarla durante la perforación.
Los factores que intervienen son: Peso de sarta de perforación y empuje o retención que
se ejerce a través de la cabeza de rotación.
La carga
g debe ser aproximadamente
p
constante,, p
por lo q
que:
‐En sondeos someros donde el peso de la sarta es insuficiente habrá que empujar
‐En sondeos profundos será preciso retener parte del peso de la sarta
En las coronas de inserción la carga que debe aplicar la corona sobre la roca es de 1 kg a 3
kg por cada unidad de diamante insertada
En las coronas de impregnación entre 50 y 100 kg/cm2 de superficie de corte. Para un
diámetro HQ estaría entre 2.000 kg y 4.000 kg en terrenos densos de grano medio y fino,
respectivamente.
El coste de las coronas wireline va en función del diámetro y de la calidad que se precise
suele estar comprendido entre los 600 € y 900 €.
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COMPONENTES DE LOS EQUIPOS DE PERFORACIÓN “WIRELINE”
Las sondas de perforación wireline están constituidas por: Motor, Torre, cabeza de rotación, dos
cabrestantes (maniobra y wireline), circuito hidráulico, bomba de agua/lodos, mordazas; más los útiles
que constituyen la maniobra y en su caso orugas o bastidor.
El motor
o o habitual en las sondas es el diesel refrigerado
g
por aire o agua
p
g con p
potencia de al menos 120
0 kW
a bajas revoluciones y como máximo suelen llegar hasta 250 kW.
La potencia del motor se transmite mediante bombas de presión y circuitos hidráulicos (aceite) a cada
componente (cabeza de rotación,
rotación cabrestantes principal y del wireline,
wireline bomba de lodos,
lodos mordazas,…)
mordazas )
La torre debe tener rigidez suficiente para soportar de continuo cargas de varias toneladas girando a
unas 500 a 1000 r.p.m; y una altura mínima de 7 m que permita manejar “tiros” de al menos 6 m de
longitud Conviene que admita trabajar con inclinación.
longitud.
inclinación
La cabeza de rotación transmite al varillaje el movimiento de rotación y el empuje o retención sobre el
útil de corte.
Suelen disponer de mordazas hidráulicas ubicadas por debajo del límite inferior de la carrera de la
cabeza de rotación, junto a la boca del sondeo, para retener el varillaje y aflojarlo, facilitando la
operación de añadir o retirar varillas de la sarta.
Bomba de lodos: Limpieza de detritus del corte y refrigeración corona (100 a 300 l.p.m.). Suelen trabajar
en continuo a menos de 5 MPa (50% de su presión máxima, que puede llegar a 12 MPa ). La velocidad de
circulación del lodo en el sondeo es de 50 a 60 m/min.
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COMPONENTES DE LOS EQUIPOS DE PERFORACIÓN “WIRELINE”
Cabrestantes Principal o “de
Cabrestantes Principal o de maniobra
maniobra” y Wireline
y Wireline
El cabrestante principal se encarga de subir y bajar la sarta de
perforación.
Deberá tener fuerza suficiente para mover el máximo varillaje
necesario con el que la sonda vaya a trabajar y capacidad para
alojar unos 30 m de cable de 20 a 24 mm
Una sonda diseñada para perforar sondeos de 1000 m con
diámetro HQ (peso de 12 kg/m), tendrá un cabrestante capaz de
levantar con soltura más de 12 t.
t
El cabrestante para wireline se encarga de extraer el testigo desde
la batería hasta el exterior
Suele disponer de una fuerza de unos 1200 kg; alojamiento para
más de 1.000 m de cable de 6 mm de diámetro y mover el cable
con la pinza y el tubo portatestigo a una velocidad de unos 100
m/min.
A mayor velocidad menos tiempos muertos cada vez que se
extrae el testigo, muy importante en sondeos profundos.
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COMPONENTES DE LOS EQUIPOS DE PERFORACIÓN “WIRELINE”
Bombas del circuito hidráulico (aceite) y bombas de lodos
Bombas del circuito hidráulico (aceite) y bombas de lodos
Bombas de aceite del circuito hidráulico: Son accionadas por tomas procedentes del motor diesel (o
eléctrico en campañas de interior) y envían los caudales con las presiones necesarias a los distintos
elementos de las sondas de perforación.
Bombas de circulación del fluido de perforación: Los fluidos de perforación son agua, lodos
bentoníticos y polímeros (indicados para sondeos con pérdidas ligeras de fluido).
Se perfora en circuito cerrado para reducir el consumo de agua y aditivos, elementos cuyo suministro
y transporte all emplazamiento
l
resulta
l costoso.
Las bombas habitualmente empleadas en sondeos de cierta profundidad son las triples (con tres
pistones de simple efecto) accionadas por un motor hidráulico (o diésel) de unos 20 kW, que
proporcionan caudales de 150 a 300 l/min con presiones de trabajo regulables entre 0 y 50 bar
(normalmente se trabaja a unos 20 ‐ 40 bar).
La velocidad de circulación del lodo en el sondeo es de 40 a 70 m/min.
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DTH (RC) vs SONDEOS WIRELINE (DD)
Los dos sistemas de perforación habituales para exploración minera son:
• Rotopercusión (DTH) mediante circulación inversa (RC) con toma de muestra en polvo
recogida en sacos
• Con recuperación de testigo continuo. Sistema wireline (Diamond Drilling – DD)
DTH (RC) vs SONDEOS WIRELINE (DD)
• Muestra recogida: La perforación wireline proporciona mejor calidad de muestra, pues el
t ti del
testigo
d l wireline
i li permite
it conocer leyes,
l
estructura
t t
(d id d) humedad,…
(densidad),
h
d d del
d l mineral.
i
l
El volumen de muestra con RC es mayor a igualdad de diámetro de perforación.
• Agua
g en el terreno: La p
presencia de agua
g en el terreno p
puede causar p
problemas a la
perforación RC, especialmente durante la recogida de muestras en superficie. Es más difícil
separar la muestra de mineral en polvo del aire y del agua en el ciclón.
Para el wireline sin ser necesaria puede ser conveniente si reduce las pérdidas del fluido de
perforación inyectado al sondeo.
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DTH (RC) vs SONDEOS WIRELINE (DD)
• Sondeos Inclinados: Cualquier inclinación es posible con perforación wireline. Con RC
conviene que sean casi verticales (máx 30º), pues tienden a desviarse más que con wireline.
• Velocidad de perforación (metros perforados / relevo): El avance es mayor con RC
• Coste
C
d la
de
l perforación:
f
ió El precio
i del
d l metro de
d perforación
f
ió es inferior
i f i con RC que con DD
• Profundidad de investigación: Con los sondeos wireline es más fácil alcanzar objetivos
profundos. Una profundidad razonable para los sondeos RC son 250 m.
A partir de unos 500 m de profundidad únicamente suele emplearse la perforación wireline
• Sondeos mixtos RC / DD: En grandes campañas (varios miles de metros) donde el mineral
objetivo esté por debajo de los 250 m de profundidad, es posible diseñar la campaña con RC
hasta unos 200 m de profundidad y a partir de esa cota continuar con perforación wireline.
En estos casos es necesario instalar tubería de revestimiento a lo largo del tramo perforado
con RC, operación que suele dar problemas pues la trayectoria de los sondeos DTH suele ser
menos rectilínea.
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MODIFICACIÓN DE TRAYECTORIA DE SONDEOS
EEs una técnica
té i habitual
h bit l en sondeos
d
O & G (gas,
(
petróleo, fracking,…) cuya profundidad suele ser de
varios miles de metros y el coste del metro de
perforación
f
ió es muy elevado.
l d
En exploración minera es poco frecuente por su
coste elevado respecto al coste de la perforación.
Se utiliza a veces para evitar zonas del sondeo con
problemas.
Carlos Barat (ESCAL UGS)
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DESVIACIÓN DE SONDEOS y SONDEOS DIRIGIDOS ‐ WIRELINE
Puede ser de interés e incluso necesario, modificar la trayectoria que ha seguido el tramo
inicial de un sondeo.
L principales
Las
i i l causas suelen
l ser:
•Problemas surgidos en la perforación que impiden continuar con su trayectoria original
((Batería atrapada,
p , rotura de varilla,…)
, ) Si compensa
p
aprovechar
p
el tramo p
perforado,, habrá
que modificar su trayectoria
•Si la masa mineral se encuentra muy profunda, puede interesar perforar un sondeo
“i i i l” y a partir
“inicial”
i de
d una cota determinada
d
i d seguir
i diversas
di
trayectorias.
i
Es necesario diferenciar entre:
•Desviación de sondeos: Modificar la trayectoria rectilínea inicial de un sondeo mediante el
empleo de cuñas y una vez conseguido, continuar con la técnica de perforación inicial
•Sondeos
d
Dirigidos:
d
Perforación
f
ó de
d un sondeo
d
con sistemas que permiten seguir una
trayectoria no rectilínea; modificando la orientación del mismo a conveniencia.
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Las reservas representan el conjunto de recursos naturales realmente disponibles y
económicamente viables con la tecnología actual, que permiten satisfacer las necesidades humanas
(materias primas) o llevar a cabo una actividad.
El término “reserva” es variable. El desarrollo tecnológico o el aumento de precio de un recurso
puede convertirlo en reserva y viceversa.
OBJETIVOS
El objetivo básico de las campañas de exploración minera es el de, a partir de la información recogida
en zonas donde se han detectado indicios acerca de la existencia de recursos minerales, conseguir
probar
b la
l existencia
i
i de
d reservas
‐ Determinar la estructura, continuidad y concentración de mineral, con una resolución acorde a la
abertura de la malla de sondeos realizada.
‐ La malla se irá cerrando en las sucesivas etapas que consistirán en determinar la geometría del
yacimiento y el volumen de reservas existentes
‐ El objetivo final será definir el modelo del yacimiento
‐ Las campañas que se desarrollan en mina en producción suelen ser para verificar con precisión los
límites del yacimiento y afinar en leyes del mineral a extraer en meses siguientes.
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Diseño de campañas de exploración
Para el diseño de las campañas
p
de exploración
p
se p
parte de la información recopilada
p
en
prospecciones previas, normalmente con técnicas geofísicas (aerodetección,
magnetometría, gravimetría,…), contrastadas con la cartografía geológico minera de la zona.
Inicialmente se suelen perforar sondeos individuales dirigidos a las zonas que se estiman
más interesantes, para comprobar la correspondencia entre anomalía y mineral.
Si se confirma, se planifica una campaña adecuada al tipo de yacimiento a estudiar.
La campaña que se plantee se ajustará al tipo de yacimiento investigado depósito de una
cuenca sedimentaria (carbón,…); yacimiento filoniano; …
La secuencia a seguir para la perforación de sondeos normalmente se planifica en varias
fases.
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Campañas de exploración desarrolladas en diferentes condiciones
‐Exploración para hierro en el desierto del Sahara (Mauritania)
‐Exploración
p
para talco en alta montaña ((Pirineos Franceses))
p
‐Exploración “profunda” (> 1000 m)
‐Exploración en zonas difícil accesibilidad (Helicóptero)
‐Sondeos desde plataforma en medio marino
‐Sondeos minas en explotación
‐ Mina Cobre Las Cruces (Sevilla)
‐ Magnesitas Navarras,...
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Exploración para hierro en el desierto del Sahara (Mauritania)
p
p
(
)
Determinar las reservas de mineral de hierro existentes en el yacimiento en explotación en la
mina de Zouerate (SNIM), cuya producción anual es de unos 12 Mt/año.
El volumen de perforación previsto es de unos 500.000 m de sondeo.
La perforación incluye sondeos RC y con testigo mediante sistema wireline.
wireline La longitud de
cada sondeo es de unos 500 m y son verticales e inclinados.
En gran parte de los sondeos se perforan 250 m con RC; se revisten y finalizan con wireline NQ
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Exploración para hierro en el desierto del Sahara (Mauritania)
p
p
(
)
Por tratarse de una campaña en el desierto, las condiciones
meteorológicas son extremas
La p
perforación con testigo
g p
precisa agua
g
y no es sencillo
disponer del caudal suficiente en el entorno.
Los repuestos para los equipos de perforación es complicado
conseguirlos. Hay que tener previsto su suministro con
antelación y stock de los más frecuentes.
Las condiciones de habitabilidad en la zona son difíciles para
el personal de empresas extranjeras.
L mano de
La
d obra
b es barata,
b t pero con poca formación
f
ió y
mínimo compromiso. Hay que considerar el coste de los
desplazamientos periódicos (“crew change”) hasta la zona de
trabajo y el tiempo que conlleva.
conlleva
Seguridad jurídica: En muchos países se está excesivamente
expuesto al “socio (a la fuerza)” de ese país y no se dispone
de plena libertad para tomar decisiones.
decisiones
Este punto ha causado problemas a empresas de perforación,
que tienen dificultades incluso para abrir cuentas en bancos
del país.
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA Sondeos “Profundos”
LLa investigación
i
ti ió
minera
i
a veces requiere
i
reconocer
adecuadamente yacimientos existentes a más de 1000 m de
profundidad.
Para perforar este tipo de sondeos será preciso:
‐ Disponer de sonda de perforación adecuada
‐ Experiencia en sondeos profundos
‐ Tener en el emplazamiento un gran stock de material.
material
Especialmente importante será el varillaje, pues será preciso
contar con SQ, PQ y HQ; reservando el NQ para posible
rescate parcial de sarta.
‐ Contar con equipos auxiliares suficientes (bomba de lodos
auxiliar, mezclador de lodos,…)
‐ Suministro de grandes volúmenes agua y combustible
‐ Disponer de personal suficiente para, a partir de una
profundidad determinada, no parar la perforación; esto es,
trabajar 24 h/día y 7 días/semana.
‐ Llevar
Ll
un buen
b
controll de
d lodos
l d (y
( salmuera)
l
)
‐ Vigilar estado de varillaje para evitar roturas.
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA Sondeos “Profundos”
In Situ Testing,
Testing S.L.
S L ha perforado recientemente un sondeo minero wireline,
wireline que ha alcanzado una
profundidad final en HQ, de 1.417 m.
La secuencia de perforación ha sido: SQ Geoline: 90 m ‐ PQ: 760 m ‐ HQ: 1.417 m
‐ Suministro
S i i
d combustible:
de
b ibl Camión
C ió cisterna
i
4 000 l/semana
4.000
l/
‐ Personal: Tres relevos diarios en sonda (8 h/relevo)
A partir de cierta profundidad no se para ni en fin de semana
‐ Avances/maniobra de 3 m: Tiempo en sacar testigo de fondo del
sondeo superior a 1 h para cada avance.
‐ Salmuera saturada: Balsas a 20ºC y en fondo de sondeo 60ºC.
‐ Litologías
g p
poco competentes
p
a ggran p
presión => cierre sondeo
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA Sondeos Mina Interior
En mina de potasas y sal (ICL) se perforan sondeos desde
cámara de interior situada a muro de la capa en explotación.
Se perforan sondeos de hasta 1.400 m de longitud. Desde la
perforación inicial, se efectúan desvíos controlados cada 200
m, con trayectoria ascendente que cortan la mineralización.
La temperatura ambiente es de >40ºC, por lo que los equipos
deben estar preparados para trabajar en esas condiciones.
Son necesarios
i radiadores
di d
adicionales
di i
l de
d aceite
i hidráulico.
hid á li
Personal: Tres relevos diarios (en exterior => 6‐7 h/relevo)
Pocos sondeos desde exterior para evitar flujos de agua.
Perforación con testigo NQ,
corona PDC y circulación
inversa con salmuera saturada
in ectada en emboquille
inyectada
emboq ille con
stand pipe cementado. Testigo
sale por varillaje empujado por
fluido.
fluido
BOP para evitar entradas de
agua a mina si se corta
acuífero.
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Exploración para talco en alta montaña (Francia)
p
p
(
)
En Talc de Luzenac (Francia) solo es posible producir y
explorar para confirmación de volumen de reservas y
calidad de mineral en los meses de verano.
verano
El periodo en el que se trabaja (exploración y producción)
va del 1 de junio al 30 de septiembre, pues durante el resto
del año se producen frecuentes nevadas.
nevadas
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Exploración para talco en alta montaña (Francia)
En montaña, los motores sufren pérdidas de rendimiento con la altura debido a la disminución de la
presión atmosférica. En esta mina, situada a casi 2000 m de altura, la potencia de los motores se reduce
alrededor del 20%.
Al tratarse de una explotación de talco, empleado en sectores cosmético y farmacéutico, las exigencias
de limpieza en emplazamiento son extremas, pues derrames de aceite y/o combustibles, pueden
suponer el rechazo de partidas de materia prima vendida y enviada.
En mina siempre hay
h que adaptarse
d
all proceso productivo
d
( l d
(voladuras,
h
horarios,…).
)
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Exploración en alta montaña y acceso muy complicado
El emplazamiento de todo el equipo de perforación resulta complicado y
únicamente viable con la ayuda de helicópteros.
Sondas de perforación: Han de ser modulares y ligeras (cada parte <2000 kg)
Es necesario disponer
d
d helicóptero
de
h l ó
casi todos
d los
l días
dí para transporte de
d
materiales, combustible, personal si a pie es demasiado largo…
Se incrementa coste por helicóptero y por menor rendimiento (Meteo,…)
El agua se suele llevar hasta el sondeo por medio de bombas con estaciones
intermedias si cabe la posibilidad.
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN EN MEDIO MARINO
Perforaciones Oil & Gas
El sector del Oil & Gas ha desarrollado los medios necesarios
para poder perforar casi en cualquier lugar.
Los costes que tienen (lógicamente en relación a la producción
que proporcionan) son enormes respectos a la investigación
minera tratada en esta ponencia y en gran parte corresponden a
los medios p
para trabajar
j en el mar: barcos,, p
plataformas,…
,
Esta industria es la que ha desarrollado gran parte de los avances
en perforación (y geofísica de pozo).
Fotografía de barco de perforación (Repsol)
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
Carlos Barat (ESCAL UGS)
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN EN MEDIO MARINO
Cada
C
d vez es más
á frecuente
f
l perforación
la
f
ió de
d sondeos
d
en medio
di
marino e incluso submarino, para lo que se requiere el empleo de
plataformas y barcos acondicionados para la perforación.
Se ha participado en una campaña en la Bahía de Portman de
investigación minera, para estudiar el posible reaprovechamiento
del mineral vertido al mar existente bajo lámina de agua
procedente de la antigua
p
g p
planta minera.
En campañas realizadas desde plataformas en mar, el tiempo útil dedicado a la perforación se reduce
notablemente. Si las condiciones meteorológicas no son adecuadas, se para la actividad por razones de
seguridad.
seguridad
En función de lo alejada de la costa que esté la
plataforma, puede ser preciso pernoctar en el mar.
Cualquier circunstancia no prevista que prolongue el
plazo , encarece enormemente el trabajo
En mar es preciso revestir el tramo con lámina de agua
para gguiar la sarta de p
p
perforación hasta el emboquille
q
del
sondeo y no afectar al lecho marino.
Es importante si se trata de pontonas flotantes, prever las
mareas.
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN MINERA
Exploración en minas en producción
Es habitual la realización de campañas para minería a cielo abierto en minas en producción; por
ejemplo en Cobre Las Cruces, Magnesitas Navarras, … con objeto de verificar la existencia de reservas
en zonas menos conocidas y sobre todo para determinar con gran precisión la calidad del mineral que
se va a extraer a corto plazo (en los 12 a 24 meses siguientes).
Es importante enviar a la planta de tratamiento, el mineral lo más homogéneo posible, por lo que
suele ser necesario mezclar mineral p
procedente de zonas distintas de la mina,…
,
Dentro de cualquier mina, el estándar de Q,H&S E es extremadamente exigente con formación
continua, auditorías,… y si en algún momento detectan cierta relajación es fácil no renovar contrato.
Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INGENIEROS DE MINAS DE ESPAÑA
GRUPO ESPECIALIZADO EN RECURSOS Y RESERVAS MINERALES
40
Muchas gracias por su atención
D. Ángel Rodríguez Soto
Ingeniero de Minas In Situ Testing, S.L.
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INGENIEROS DE MINAS DE ESPAÑA
Ó
Ñ
GRUPO ESPECIALIZADO EN RECURSOS Y RESERVAS MINERALES ESPAÑOLA Ángel Rodríguez Soto
Director In Situ Testing
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