Prácticas Operativas para la Optimización de Voladuras en Yacimientos de Nitrato1

Carlos Muñoz, 2Dragomir Goic, 3Bernardo Villalobos1 2 3

Servicios Basados en Voladura, Gerencia de Innovación y Tecnología - Orica Chile S.A.-ORICA MS carlos.munoz@orica.com dragomir.goic@orica.com

bernardo.villalobos@orica.com

RESUMEN: Existen pocas referencias publicadas respecto a las prácticas operativas de la explotación de Yacimientos de Nitratos (Caliche) a nivel mundial. El presente estudio muestra el levantamiento de una línea base de perforación y voladura (P&V) realizada al Yacimiento de Toco Sur (Región de Antofagasta-Chile), poniendo énfasis en los factores geológicos, geotécnicos y geomecánicos que influyen en el proceso de voladura. Se realizan recomendaciones a los diseños de P&V con la finalidad de mejorar los actuales resultados en fragmentación, rendimiento de equipos y niveles de piso alcanzados. De las conclusiones obtenidas se destaca la importancia de utilizar el contenido en Sales Totales [NaNO3 + NaSO4 + NaCl] (wt%) como parámetro de resistencia (dureza relativa) de los materiales a volar. PALABRAS CLAVES: Yacimientos de Nitrato, Toco Sur, Voladuras, Sales Totales.

1 INTRODUCCIÓN Al ser la explotación del caliche un proceso poco común y prácticamente sin antecedentes a nivel mundial, es que no existen patrones de comparación para este tipo de operaciones mineras a nivel local. La explotación del yacimiento Toco Sur (Región de Antofagasta-Chile) se caracteriza por ser del tipo cantera, teniendo como cuerpos mineralizados mantos irregulares de caliche con espesores variables entre 1 y 5 m. Estos poseen sobrecargas de estéril que varían entre 0.4 y 2.5 m de espesor. La unidad básica de explotación se le denomina “mancha” y comprende un área de 3 x 5 km2, está a su vez es subdividida en “estaciones”, unidad mínima de voladura, la cual corresponde a un área de 25 x 25 m2, volándose por lo general 6 estaciones en forma simultánea.Fig.1 Manchas y Estaciones como unidades de explotación y voladura.

Corresponding autor. Tel.:+56 9 89747804; fax: +56 2 444 33 67. E-mail address: carlos.munoz@orica.com (Carlos Muñoz L).

1

El diseño de perforación es de malla trabada aplicando las siguientes dimensiones de burden (B) y espaciamiento (S), en metros, según el espesor del caliche: 1.9 x 2.1, 2.1 x 2.4, 2.4 x 2.6, 2.6 x 2.8, 2.8 x 3.2, siendo las más utilizadas las de 2.6 x 2.8 y 2.8 x 3.2. El diámetro de perforación es de 3 ½” y 4 ½”.Espesor de Caliche (m) 1.5 – 2 2.1 – 3 3.1 – 4 Diámetro Perforación (pulg) 3 ½” 3 ½” - 4 ½” 4 ½” Factor de Perforación(t/mt-b) 9.0 – 10.8 10.8 –16.9 17.9 – 20.7

Tabla.1 Estándares de diseño para voladuras en Toco Sur.

La configuración del carguío depende del espesor de caliche y del factor de carga, con esto se configura la carga de columna y la longitud del taco, este último varía entre un 25% a 65% de la longitud del pozo, siendo un 45% la razón de longitud más utilizada para el taco.Espesor de Caliche (m) 1.5 – 2 2.1 – 3 3.1 – 4 Factor Alto Explosivo (gr/t) 9.4 9.4 – 3.9 3.9 – 2.4 Factor de Carga-ANFO (gr/t) 260.8 260.8 – 220 220 – 190.2

Tabla.2 Parámetros de configuración de carguío para voladuras en Toco Sur.

Taco (45%)

Detonador Exel

ANFO (55%) APD 125 grs

Fig.2 Configuración de carguío para pozos de voladura en Toco Sur.

La secuencia de salida se realiza en filas instantáneas, utilizando retardos de fondo desde el periodo 1 al 17, sin retardadores de superficie. Dependiendo de la geometría del polígono a volar y si es que se presentan caras libres, se direcciona hacia la cara libre, de lo contrario, encontrada en el centro.

Fig.3 Secuencia de salida para voladuras en Toco Sur.

El presente artículo presenta los resultados del análisis realizado a las operaciones de P&V en el yacimiento de Toco Sur durante la confección de una Línea Base. Este trabajo fue solicitado por el operador de la mina con la finalidad de obtener mejoras en sus resultados de fragmentación, rendimientos de equipos y niveles de piso. Los objetivos y alcances del presente estudio fueron definidos por: • • • • • Auditoria en las prácticas actuales de P&V-Definir factores que controlan los resultados de voladuras y potencialidades de optimización. Definir curva de fragmentación del mineral a chancado según prácticas actuales de voladura. Recomendaciones de diseño y secuencia de voladuras para cada tipo de material. Recomendaciones a la gestión, planificación y mejoramiento continuó en P&V. Capacitación en prácticas operativas y de diseño en P&V.

2 MATERIALES Y METODOS Para el desarrollo de la presente línea base ORICA MS proporcionó la asesoría de 2 Consultores Senior, 1 Consultor Técnico y 1 Asistente Técnico, expertos en perforación, voladura y geotecnia aplicada, por un período aproximado de dos meses. Visitas técnicas permanentes a terreno más trabajo de gabinete comprendieron las etapas básicas del estudio. La metodología utilizada fue analizar la información histórica-actual de P&V y comparar los resultados obtenidos con las características geológicas, geotécnicas y geomecánicas del macizo rocoso, con la finalidad de reconocer los factores que controlan el proceso de voladura en Toco Sur y realizar recomendaciones que permitan optimizar

los actuales resultados según mejores prácticas operativas. Para tal efecto se contó con la siguiente información: • • • • • • • Base de datos de sondajes de la mina con parámetros geológicos (Litología, alteración, mineralización, densidades, etc). Modelo geológico 2D y perfiles del yacimiento. Modelo de bloques con parámetros geológicos y leyes. Topografía 2D. Recopilación de todos los estudios geológicos y geotécnicos con anterioridad al presente estudio. Base de datos histórica de voladuras (FC, tipo y características de explosivos, accesorios,etc). Estándares de P&V.

Para analizar los resultados de voladura, se hizo un seguimiento continuo, por el período de un mes, a distintas mallas en canteras representativas para cada una de las zonas consideradas con estándares de P&V presentes en la mina. Los parámetros analizados fueron: Generación de eyecciones, desplazamientos de pila volada, fragmentación y sobretamaños obtenidos según distribución en la pila. La fragmentación se determino mediante el software powersieve 2DTM realizando para tal efecto 9 mediciones por distintos tipos de materiales según dureza relativa, las cuales consideraron 14 tomas fotográficas para cada medición. Para calcular los rendimientos efectivos de equipos de carguío y transporte se consideraron datos de los meses comprendidos entre abril y julio del 2007. También se evaluaron los tiempos de perdida operacionales que presentan los equipos de perforación. Todos estos datos fueron obtenidos, analizando los reportes generados por los operadores de cada equipo. Para analizar la precisión con que se replantean los diseños de voladura en campo se procedió a levantar topográficamente la marcación y perforación de diversas mallas. También se realizó un seguimiento de la profundidad de estas a mallas puntuales. Para determinar el comportamiento de la propagación de ondas sísmicas según tipo de dureza relativa de los materiales, se realizaron pruebas para determinar Vp en terreno. La campaña considero la ejecución de diseños de cargas puntuales, arreglo de geófonos superficiales y la utilización de equipos de medición DataTrap II (MREL). El análisis de secuencia de disparo y salida óptima fue realizado mediante la utilización de software ShotPlus IproTM. Se analizaron tiempos entre pozos y filas, razón de desplazamiento, burden de alivio y distribución de la energía.

4 RESULTADOS 4.1. Factores que Controlan el Proceso de Voladura en Toco Sur Factores Geológicos, Geotécnicos y Geomecánicos Las características geológicas cumplen un rol fundamental en el desarrollo y resultados de voladura. Las características del macizo rocoso en sí imponen un patrón particular de comportamiento según grupos litológicos, litologías y al interior de éstas (Hustrulid 1999, Latham & Lu 1999, Chakraborty et al 2004, Handi & Mouza 2005, Muñoz & Alvarez 2006, Muñoz et al 2007, Scot et al 2006, Bohloli & Hoven 2007). Por lo general, los principales factores a influir en el proceso de voladura son: Cambios litológicos, cambios en la textura de la roca, tipo e intensidad de la alteración hidrotermal, orientación de estructuras, frecuencia de fracturas, condición de las discontinuidades y calidad geotécnica del macizo rocoso. Para el caso de Toco Sur existe una directa relación de los resultados de voladura según cambios litológicos, diferenciándose estos para materiales volcánicos, sedimentarios clásticos y sedimentarios salinos. Los principales problemas de fragmentación se centran en zonas de unidades de tobáceas (tobas líticas) en donde se caracteriza la presencia de sobretamaños en la zona del taco, esto favorecido por la presencia de un vetilleo sub-horizontal que condiciona la presencia de bloques in-situ (Fig.3 y 4). Por su parte, las unidades andesíticas ocasionalmente presentan sobretamaños en la zona del taco pero el origen estaría ligado a cambios en la textura de la roca, grado de meteorización y/o alteración hidrotermal presente. La forma sub-redondeada del boloneo verifica este hecho. Las brechas y conglomerados (sedimentarios clásticos) presentan distinto grado de competencia que se refleja, al igual que en los materiales volcánicos, por problemas de sobretamaño en la zona del taco. No existe, según lo observado, una relación clara entre textura de la roca y competencia, pero sí, con el grado de lixiviación. Por lo general, la presencia de una fuerte lixiviación se relaciona con una menor competencia de la roca en donde no existen problemas de boloneo en el taco, por el contrario, una lixiviación moderada aumenta la competencia siendo la presencia de bolones común. Las costras salinas (sedimentarios salinos) se caracterizan por presentar espesores variables a los cuales subyacen capas de limos y arcillas. La sobre-perforación del manto mineralizado hace que los tiros incidan en estas últimas capas produciendo problemas de sobretamaños en forma de lozas (sobretamaños de longitud-ancho >>> altura), por el contrario, el no perforar completamente el manto produce problemas de pisos irregulares y patas. Unidades de tobas (Toba lítica): La fragmentación es variable, observándose sobretamaños en la zona del taco por vetilleo sub-horizontal. Se observa la producción bolones en la cara libre por la apertura de vetillas en los contornos de voladuras anteriores.Fig.4 Parámetros geotécnicos/geomecánicos estimados para Tobas Líticas.

R3-R6 (25 - 200 Mpa) GSI 65-85 (B/VG) Fragmentación variable Bolones en zona taco según geometría vetillas Bolones en cara libre

Fig.5 Presencia de sobretamaños en el frente libre. Obsérvese geometría y dimensiones del boloneo.

Fig.6 Presencia de sobretamaños en la zona del taco. Obsérvese como el vetilleo sub-horizontal condiciona la presencia de bloques in-situ.

Unidades andesíticas: Fragmentación variable con meteorización moderada a alta. Se reconocen cambios en la textura y en el tipo de alteración presente. Los sobretamaños, cuando se presentan, presentan geometrías sub-redondeadas asociados a las zonas de taco, pero en menor proporción que en las unidades tobáceas.R3-R4 (70-150 Mpa) GSI 35-55 (B/P) Fragmentación variable Bolones baja proporción zona taco Meteorización moderada-alta

Fig.7 Parámetros geotécnicos/geomecánicos estimados para unidades andesíticas.

Fig.8 Presencia de sobretamaños. Obsérvese geometría sub-redondeada del boloneo y la menor proporción de estos en relación a las unidades tobáceas.

Unidades de brechas y conglomerados: Se observa una fragmentación variable, con bolones de forma regular. La calidad de la fragmentación está ligada a cambios en la competencia de las litologías presentes según el grado de lixiviación.R3-R4 (50-120 Mpa) GSI 45-65 (B/F) Fragmentación variable Bolones forma regular Competencia variable según lixiviación

Fig.9 Parámetros geotécnicos/geomecánicos estimados para unidades de brecha y conglomerados. Fig.10Presencia de sobretamaños en brechas competentes (R4).

Costras Salinas: Se observan sobretamaños en forma de loza producidos por sobre- perforación. El no perforar el manto en su totalidad produce problemas de patas.R2-R3 (15 - 50 Mpa) Bolones por sobre-perforación. Espesor variableFig.11 Parámetros geotécnicos/geomecánicos estimados costras salinas.

Fig.12 Contacto entre costra salina y capa de limos-arcilla. La sobre-perforación incidente en la capa inferior es la responsable de la generación de lozas durante la voladura.

Contenido de Sales Totales como parámetro de dureza relativa en distintas litologías Debido a la falta de información geotécnica y geomecánica representativa a escala de voladura (estaciones), se debió definir un parámetro indicativo de la dureza relativa de los distintos materiales involucrados en las operaciones de P&V. Se utilizó el parámetro de perforación TAU_C, definido por:,

( 1)

3,600

( 2)

( 3)

Siendo,á ó ó ó ó

Fig.13 Distribución de TAU_C en relación a canteras con durezas relativas dispares. TAU_C, 020=DURO; 20-40=INTERMEDIO; >40=BLANDO.

Este parámetro fue relacionado con el contenido, según compositos, de sales totales (NaNO3 + NaSO4 + NaCl) para las distintas litologías presentes en el yacimiento encontrándose:

Fig.14 Distribución del contenido en Sales Totales.

Como puede observarse en la Figs.13 y 14 el TAU_C y el contenido en Sales Totales se relacionan directamente con la dureza relativa de los materiales involucrados en la voladura a escala de manchas y estaciones, es así, como siguiendo los resultados obtenidos por la interpolación del TAU_C y Sales Totales (Kriging) es posible tener una clasificación más detallada de la dureza relativa asociada a cada cantera, de los resultados se obtiene la siguiente clasificación: Canteras DURAS (TAU_C=0-20; Sales Totales= 0-25%): 1W, 19, 25C, 25N, C30N, 29. Canteras INTERMEDIAS (TAU_C=20-40; Sales Totales= 25-40%): 5,21,23,18,1, 18S LOMA, 10N, 10S, 25S, 25E, 30C, 23S, 21N, 7, 17, 8, 4, 11, 12, 20,24, 15. Canteras BLANDAS (TAU_C > 40; Sales Totales= >40%): 14, 18E, 22N, 22N LOMA, 22S, 13, 9, 10W, 10, 2, 3, 23, 27, 26, 26N, 27, 23. Los resultados anteriores demuestran como zonas duras se asocian espacialmente con materiales volcánicos (tobas líticas cristalinas y andesitas frescas), mientras que las intermedias se asocian con tobas líticas cineríticas y materiales sedimentarios clásticos. A estos últimos también se asocian materiales blandos, destacando las costras salinas como zonas muy blandas. La Fig.15 resume los resultados obtenidos.

TIPO�DE�CANTERAS/RESULTADOS�VOLADURAS/TAU_C‐%�SALES�TOTALESDUREZA�RELATIVA DURA CANTERAS LITO INDICE�R RC�(Mpa) Vp�(m/s) TAU_C %�SALES�TOTALES RESULTADOS BOLONES�TACO� 1W,�19,�25C,�25N,�C30N,� AND+TOB+BR+CON R3‐R6 25‐200 2,200‐3,000 0‐20 0‐25% FRAG.GRUESA 29 5,21,23,18,1,�18S�LOMA,� 10N,�10S,�25S,�25E,�30C,� SED_CLATICOS R3‐R4 70‐150 1,900‐2,000 20‐40 25‐40% FRAG.GRUESA 23S,�21N,�7,�17,�8,�4,�11,� 12, 20,24, 15 14,�18E,�22N,�22N�LOMA,� COSTRAS R2‐R3 15‐50 1,400‐1,600 >40 >40% LOZAS�+�PATAS 22S,�13,�9,�10W,�10,�2,�3,� 23,�27,�26,�26N,�27,�23

INTERMEDIA

BLANDA

Fig.15 Distribución de canteras según resultados de voladuras con prácticas antes de este estudio. Nótese la relación obtenida entre el TAU_C v/s % de Sales Totales.

Factores controlados por la configuración de diseño, carguío y secuencia de encendidoLa marcación de pozos se realiza utilizando un tubo de choque de una línea de iniciación quemada, marcada de acuerdo a los diseños de B x E para cada malla. Este proceso afecta de manera significativa a la configuración de diseño debido a que el tubo de choque al ser plástico sufre deformaciones importantes que afectan a la posterior perforación. Los datos que se muestran a continuación se basan en el análisis del levantamiento topográfico mediante GPS de las prácticas habituales de marcación para distintas canteras.

CANTERA 9 Dimensiones Burden (m) Espaciamiento (m)

Malla Media Desviación Estándar Valor Mínimo Valor Máximo 65% de los datos 35% de los datos

2.4 2.4 0.4 1.2 3.7 2.0 – 2.8 1.2 – 2.0 y 2.8 – 3.7

2.6 2.6 0.3 0.6 3.4 2.3 – 2.9 0.6 – 2.3 y 2.9 – 3.4

Tabla.3 Resultados de la marcación para cantera 9.

CANTERA 23 Dimensiones Burden (m) Espaciamiento (m)

Malla Media Desviación Estándar Valor Mínimo Valor Máximo 65% de los datos 35% de los datos

2.1 2.1 0.3 1.2 4.8 1.8 – 2.4 1.2 – 1.8 y 2.4 – 4.8

2.4 2.4 0.3 1.2 4.8 2.1 – 2.7 1.2 – 2.1 y 2.7 – 4.8

Tabla.4 Resultados de la marcación para cantera 23.

CANTERA 6 Dimensiones Burden (m) Espaciamiento (m)

Malla Media Desviación Estándar Valor Mínimo Valor Máximo 65% de los datos 35% de los datos

2.6 2.6 0.1 2.4 2.8 2.5 – 2.7 2.4 – 2.5 y 2.7 – 2.8

2.8 2.9 0.1 2.1 3.6 2.8 – 3.0 2.1 – 2.8 y 3.0 – 3.6

Tabla.5 Resultados de la marcación para cantera 6.

Respecto a la profundidad de perforación se observan diferencias en cuanto a la profundidad teórica y real. Se realizó un levantamiento de pozos aleatorio en una malla de la cantera 9. Los resultados de la medición son los siguientes:

Descripción

Medida

Total Muestra Media sobre-perforación Media pozos cortos

40 pozos 0.20 m 0.51 m

Tabla.6 Desviación de la profundidad de perforación.

Por otro lado, la distancia entre la cara libre y la primera fila de pozos es ≥ 1 B teniendo como consecuencia directa que H/B < 1. Además se observa que la longitud de la cara libre (LV) y el ancho de la voladura entregan relaciones de LV/AV = 0.66. Todo esto condiciona empotramientos en la zona posterior de la voladura, generación de eyecciones, fragmentación gruesa, sobrequiebre y problemas de piso. Debido a que el material utilizado para la carga del taco es el detrito de perforación, material partículado fino (≤ 100-150 #Ty) y de baja densidad denominado en términos locales como chusca, no se obtiene un buen confinamiento del explosivo. Al detonar los pozos simultáneamente las presiones ejercidas por los gases no encuentran resistencia y escapan a la atmósfera, disminuyendo con esto la energía y esfuerzos que se inducen en la roca durante el proceso de detonación. La secuencia de salida en filas instantáneas donde el espaciamiento es < 2.4 B, afecta negativamente a la fragmentación. Al actuar simultáneamente las cargas, generan que las grietas radiales entre pozos se intercepten antes que estas alcancen el frente libre, creándose un plano de corte definido por los barrenos a través del cual se escapan los gases prematuramente, produciendo que se interrumpa la propagación de las grietas en dirección a la cara libre y la formación de sobretamaños en la zona del taco.

Fig.16 Efecto de la secuencia de salida en filas instantáneas (Extraído de López Jimeno et al, 2003).

Fig.17 Simulación en ShotPlus IproTM para secuencias de salida en filas instantáneas. Unidades para burdenes de alivio en ms/m.

Fig.18 Presencia de barrenos en bloques definidos por secuencias de filas instantáneas.

De las mediciones de Vp y los datos de VOD recopilados por la mina se obtiene la relación VOD/Vp para la estimación del aprovechamiento energético del ANFO según tipo de cantera. Considerando una VOD para el ANFO de 3900 m/s, se tiene que:

Tipo de Cantera

VP (m/s)

Cantera Dura Cantera Intermedia Cantera Blanda

2,200 – 3,000 1,900 – 2,000 1,400 – 1,600

Tabla.7 Rango de Vp según tipo de canteras.

De los datos anteriores se obtiene la relación VOD/Vp:

Tipo de Cantera

VOD/Vp

Cantera Dura Cantera Intermedia Cantera Blanda

1.7 – 1.3 2.05 – 1.95 2.8 – 2.4

Tabla.8 Relación VOD/Vp para distintos tipos de canteras.

Como puede observarse en la Tabla.8 el ANFO es lo suficientemente energético como para producir la fragmentación de los diferentes materiales presentes en la mina, pero es posible utilizar un explosivo de menor densidad en rocas intermedias y blandas. Se deduce entonces, a priori, que los resultados deficientes en voladuras son debidos a las prácticas de diseño en perforación, carguío y secuencia de disparo no compatibles con las características geológicas, geotécnicas y geomecánicas de los distintos materiales involucrados en el proceso. Implicancia de los resultados de P&V en los procesos Mina-Planta De los análisis de fragmentación, mediante técnicas fotográficas, para los distintos tipos de canteras según dureza relativa de los materiales, se tiene que:

Fragmentación según prácticas de P&V (Antes de este estudio) Cantera D20 % Material Pasante D50 D80 D95 < 2” % de Partículas > 2” < 8” > 8” < 15” > 15”

Blanda Media Dura

4.1” 4.9” 6.6”

8.0” 10.0” 13.3”

13.1” 17.1” 22.4”

18.9” 25.3” 32.9”

6.5 5.2 3.2

44 33 23

36.4 34.7 31

13.1 27 43

Tabla.9 Distribución de la fragmentación para prácticas de P&V (Antes de este estudio) según tipo de canteras.

Fig.19 Características y capacidad de procesamiento para la planta de chancado.

Como puede observarse de la Fig.19 el rendimiento del chancador está dentro los rangos establecidos para dicho equipo, no obstante cabe mencionar que principalmente todos los sobretamaños > 1m deben ser reducidos antes de enviarlos al chancador para mejorar su rendimiento. Esta reducción de bolones se realiza por medio de voladuras secundarias o por de martillos picadores. Como es conocido, la perforación es un buen indicativo de la resistencia mecánica de los materiales con fracturamiento moderado (Ej, Kahraman et al 2000), por lo general, mientras menor es el rendimiento de la perforación mayor es la resistencia. Para calcular los rendimientos en m/href se consideraron datos de los meses comprendidos entre abril y julio del año 2007. A continuación se presentan los resultados obtenidos:

Tipo de cantera

Rendimiento (m/href)

Blanda Intermedia Dura

101.1 66.1 57.5

Tabla.10 Rendimiento efectivo para perforadoras hidráulicas rotopercutivas Atlas Copco F-7 con diámetros de perforación de 3 ½” - 4 ½”.

También se evaluaron los tiempos de pérdida operacionales que presentan los equipos de perforación por condiciones operativas sub-estándares:

Mes

Buscando tiros (hrs)

Falta de Croquis(hrs)

Abril 2007 Mayo 2007 Junio 2007 Julio 2007 Promedio

9.5 3.75 7.5 7.75 7.13

11.5 21.8 21.5 19.8 18.6

Tabla.11 Pérdidas de tiempo operacional por prácticas actuales en perforación.

De la misma forma se calcularon los rendimientos efectivos para cargadores frontales en los frentes de extracción según tipo de cantera. Se consideraron para este cálculo, al igual que para la perforación, los datos de rendimientos obtenidos entre abril y julio del 2007, resultados que se muestran a continuación:

Tipo de cantera

Rendimiento (TON/href)

Blanda Intermedia Dura

1,047 1,016 957

Tabla.12 Rendimiento efectivo para cargadores WA900-3.

5 CONCLUSION Y RECOMENDACIONES 5.1. Información operativa necesaria para el diseño de P&V La información utilizada actualmente para realizar un diseño de voladuras se basa en la experiencia, se carece de datos reales que orienten sobre la naturaleza del sector a volar. La planificación para diseños de P&V debe contar con la siguiente información a escala de voladura (estaciones): Unidades litológicas presentes (Interpretación según mapeo de detalle). Características texturales, grado de meteorización y tipo de alteración hidrotermal. Orientación principal de estructuras. Propiedades resistentes de los materiales (Índice R , dureza por martillo Schmidt, etc) TAU_C del sector a tronar. % de Sales Totales (NaNO3 + NaSO4 + NaCl) presentes. Cabe señalar que de acuerdo al tiempo empleado y a los medios disponibles para el desarrollo del presente estudio, no se pudo resolver con precisión cuales son los parámetros geológicos, geotécnicos y geomecánicos que controlan el proceso de voladura por unidad litológica a escala de mallas de voladura (estaciones). Los resultados obtenidos marcan tendencias, por lo cual, el hecho de contar con la información anteriormente descrita asociado a resultados de fragmentación, permitirá reconocer en mayor detalle como estas variables controlan el proceso. Es indispensable destacar que el haber identificado la relación existente entre el % de Sales Totales y el TAU_C corresponde a un indicador inédito de gran utilidad para las operaciones mina en yacimientos de nitrato. Futuras investigaciones estarán encaminadas a profundizar en estos tópicos. 5.2. Marcación y Perforación Es necesario tecnificar el método de marcación mediante el uso de GPS o algún tipo de herramienta confiable que permita tener una malla con las dimensiones requeridas para cada uno de los sectores. Antes de realizar la marcación de una malla se debe realizar una limpieza del sector a volar y marcar la primera fila de tiros lo más cercana de la cara libre generada por la voladura anterior. Se recomienda no marcar mallas contiguas a un sector a volar, ya que el polvo y las rocas eyectadas, por el primer evento, tapan la marcación y producen pérdidas de tiempo por búsqueda de pozos de 7.13 hr/mes en promedio, lo que equivale a dejar de perforar 350 pozos/mes. Chequear continuamente profundimetros e inclinómetros de las perforadoras. Es necesario revisar que los pozos de la marcación y perforación de la primera fila estén perforados cercanos a la cara libre, evitando dejar dimensiones mayores a las del burden

5.3. Confinamiento del Explosivo Se debe mejorar la calidad del taco utilizado. Para esto se podría utilizar los remanentes de la planta de lixiviación con un porcentaje de humedad tal que permita un material con buena cohesión. Para evitar que la humedad afecte al explosivo se recomienda la siguiente configuración para el taco:

Material�con�mayor cohesión

Detrito Perforación

Explosivo

Fig.20 Configuración de carguío con material de taco más cohesivo y compactado.

5.4. Recomendaciones de Diseños en P&V A continuación se resumen las recomendaciones a los diseños en P&V como resultado de este estudio:

Cantera

Espesor caliche (m)

B x E (m)

Diámetro (pulg)

Pasadura (m)

Carga Explosiva (m)

Taco (m)

FC (gr/Ton)

Dura

1.5 – 2 2.1 – 3 3.1 – 4 1.5 – 2 2.1 – 3 3.1 – 4 1.5 2.1 3.1 1.5 2.1 3.1 – – – – – – 2 3 4 2 3 4

2.1 x 2.4 2.1 x 2.4 2.1 x 2.4 2.4 x 2.6 2.4 x 2.6 2.4 x 2.6 2.6 2.6 2.6 2.8 2.8 2.8 x x x x x x 2.8 2.8 2.8 3.2 3.2 3.2

3 3 3 3 1/2 3 1/2 3 1/2 3 3 3 3 3 3 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2

0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.3 0,3 0,3 0.3 0.3 0.3

1.4 - 1.7 1.8 - 2.3 2.4 - 3.0 1.4 - 1.7 1.8 - 2.3 2.4 - 3.0 1.2 1.6 2.2 1.2 1.6 2.2 1.5 2.1 2.8 1.5 2.1 2.8

0.7 - 0.9 0.9 - 1.3 1.3 - 1.6 0.7 - 0.9 0.9 - 1.3 1.3 - 1.6 0.6 0.8 1.2 0.6 0.8 1.2 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5

306 - 284 281 - 262 261 - 251 336 - 312 309 - 288 287 - 276 288 274 263 201 191 183 276 264 258 192 184 180

Intermedia

Blanda

Tabla.12 Parámetros de diseño según espesor del caliche y dureza relativa de los materiales.

Se recomienda realizar pruebas utilizando secuencias de iniciación tiro a tiro y evaluar los resultados. Diseños de secuencias recomendados:

Tiempos de Retardo (ms) para voladuras con 2 frentes libres Cantera Dura tiempo de fondo tiempo entre pozos tiempo entre filas tiempo última fila Cantera Intermedia tiempo de fondo tiempo entre pozos tiempo entre filas tiempo última fila Cantera Blanda tiempo de fondo tiempo entre pozos tiempo entre filas tiempo última filaTabla.13 Tiempos de retardo para canteras con 2 frentes libres.

600 9 42 150

600 9 67 150

600 17 67 150

tiempo entre pozos tiempo entre fila tiempo última fila

Fig.21 Secuencia de encendido para voladuras con 2 frentes libre.

Tiempos de Retardo (ms) para voladuras con 1 frente libre

Cantera Dura tiempo de fondo tiempo entre pozos tiempo entre filas tiempo última fila Canteras Intermedias y Blandas tiempo de fondo tiempo entre pozos tiempo entre filas tiempo última filaTabla.14 Tiempos de retardo para canteras con 1 frente libre.

600 9 42 17

600 17 67 9

tiempo tiempo tiempo tiempo

entre pozos entre fila última fila en romper espejo

Fig.21 Secuencia de encendido para voladuras con 1 frente libre.

Tiempos de Retardo (ms) para voladuras sin frente libre Cantera Dura tiempo de fondo tiempo entre pozos tiempo entre filas tiempo última fila Canteras Intermedias y Blandas tiempo de fondo tiempo entre pozos tiempo entre filas tiempo última filaTabla.14 Tiempos de retardo para canteras con sin frente libre.

600 9 67 17-25

600 17 67 17-25

tiempo tiempo tiempo tiempo tiempo

entre pozos entre fila última fila romper espejo 1 romper espejo 2

Fig.21 Secuencia de encendido para voladuras sin frente libre.

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