CONTRATISTAS SAC
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS
Ing. CIP Rómulo Mucho
16, 17 y 18 de marzo 2012
1
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TEMARIO
1. Mecánica de Fragmentación de Rocas.
2. Tipos de Explosivos y Accesorios de Voladura.
3. Uso de bio-combustible como alternativa para un mundo más ecológico.
4. Propiedades Físicas y Químicas de los explosivos.
5. ANFO versus Emulsión
6. Modelos matemáticos para estimar parámetros de perforación y voladura.
2
AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TEMARIO
7. Voladura de Bancos en la Práctica
Diseño de un taladro y una malla. Diseño de un taladro y una malla de perforación. Factor de carga. Consideraciones geológicas y topográficas . Diseño del secuenciado. Carguío de taladros. Problemas comunes en el rendimiento de las voladuras.
8. Problemas comunes en el rendimiento de voladura de rocas.
9. Técnicas de carguío de taladros
Carguío manual.
Carguío mecanizado.
3
AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TEMARIO
10. Técnicas de voladura controlada y rocas volantes.
Perforación en línea (line drilling).
Recorte (presplitting).
Voladura amortiguada (buffer blasting).
Columna de aire (air deck blasting).
Parámetros que intervienen en una voladura controlada.
11. Fundamentos de la conminución.
12. Predicción de la fragmentación de un macizo rocoso
13. Determinación de halos de energía
4
AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TEMARIO
14. Planeamiento en operaciones de perforación y voladura en proyectos de construcción.
15. Experiencias de voladura de rocas en la apertura de grandes proyectos mineros.
Lagunas Norte
Minas Conga
Toromocho
Las Bambas
16. Voladura en una mina a cielo abierto del sur del Perú.
5
AVANCES EN LA TECNOLOGÍA DE VOLADURA DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
1. MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
6
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
• Son procesos físicos y se inicia al detonar una carga explosiva contenida dentro de
un taladro circular, la presión súbita (100,000 atm) que se originan es aplicada a la
roca que le rodea.
• La roca en esta región es comprimida y triturada y la velocidad de reacción del
explosivo varía desde 2,500 a 7,500 m/s.
• La presión se convierte en una onda de esfuerzo compresivo que se reparte en la
masa rocosa como una onda elástica con velocidades de 3,000 a 5,000 m/s.
• Cualquier cambio en su densidad o aparición de una discontinuidad, dará origen a
que una parte de esa energía sea reflejada o refractada como una onda de tensión.
7
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
• Para entender mejor, recordaremos algunas teorías de la voladura.
TEORÍA DE ONDA DE CHOQUE DE HINO
• En el proceso de la detonación, se generan dos ondas.
− Onda de compresión o inconvertible que produce la rotura con el área periférica al taladro.
− Onda de tensión o convertible, la anterior onda se refleja en una cara libre y produce la rotura venciendo la resistencia a la tensión de la roca.
• En el proceso de reflexión de la onda, se suceden fenómenos como:
− Fragmentación.− Velocidad y distancia de lanzamiento de los fragmentos.− Experimento de cráter.
8
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
En la formación del cráter, debido al trabajo del explosivo se evalúa los resultados en tres tipos de escala:
Escala de energía.
Escala de peso.
Escala de volumen.
9
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TEORÍA DEL CRÁTER DE LIVINGSTON
Esta teoría ha tenido una amplia aceptación, desarrolla la ecuación del proceso de rompimiento y expresa los factores del disparo en términos de:
Energía. Masa. Tiempo.
La energía transferida a la roca es disipada en varias formas.
Parte es consumida en vibración y ondas que viajan a lo largo de la superficie o hacia el interior de la corteza.
Parte es consumida para elevar la temperatura del material que rodea a la carga explosiva. Parte es utilizada para deformar el material sin perdida de cohesión. Parte es utiliza da para fracturar y mover el material. Parte es consumida dentro del material y aprovechada para reducir el tamaño de las
partícula.10
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TEORÍA DE LA FRAGMENTACIÓN SEGÚN PERSSON
Para calcular la energía requerida para fragmentación de la roca, se parte desde
el punto de vista de la mecánica de la fractura, usando valores experimentales de
la resistencia y propiedades de la mecánica de fractura del material rocoso.
La división de la energía de fractura para originar una fractura, la energía tendrá
que ser expandida para crear esfuerzos de tensión o compresión dentro de un
volumen de roca.
11
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Como las grietas se propagan, la energía de fractura será expandida localmente en la región en forma proporcional.
Existen tres tipos de energía:
Energía del sistema de carga. Energía del esfuerzo de volumen de roca. Energía del área de rotura.
TEORÍA DE RUPTURA POR FLEXIÓN SEGÚN ASH Y KONYA
• El fracturamiento de la roca por falla de flexión ocurre en todos los taladros en que se utiliza explosivos confinados dentro de un taladro.
• El trabajo de voladura es un proceso tridimensional, en el cual las presiones generadas por los explosivos confinados dentro de un taladro originan una zona de concentración de energía, causando la fragmentación y desplazamiento de la roca.
• Cuando el explosivo reacciona durante la voladura, se originan dos presiones claramente diferenciales:
12
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Una producida por la detonación, y la segunda producida por la alta temperatura de los gases generados
• Durante la voladura, la rotura y flexión es influenciada por las propiedades de rigidez de la roca contendida en el burden del disparo. El efecto de la rigidez es controlado por la geometría del disparo, del modulo de elasticidad, restricciones a su movimiento, forma de su sección vertical, longitud respectiva, altura y ancho.
• Los resultados de las investigaciones han demostrado que la ruptura flexional es un factor principal y esencial que constituye al proceso de fracturamiento en la voladura de roca.
13
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Resumiendo las teorías anteriores los siguientes pasos de rotura han sido identificados y que son más aceptables a nuestro juicio.
Trituración de la zona mas próxima al taladro o carga explosiva en un radio de 2-10 veces el área del taladro.
Fracturamiento por movimiento radial relativo en la zona circundante al taladro que es causado por la onda de tensión reflejada que supera a la resistencia dinámica de la roca en un tiempo muy pequeño (2 ms).
14
MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
CONCLUSIONES DE LAS TEORÍAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Fracturación por liberación de energía, debido a la caída rápida de la presión en el taladro, por el escape de los gases a través del taco y de las fracturas radiales.
Rotura por flexión o astillamiento debido a la rigidez de la roca.
Apertura de la grietas por el escape de los gases, bien sea por el taco o por el frente.
Rotura por cizallamiento, es decir por la deformación de grietas, debido a la aplicación de energías, tanto por comprensión y tensión.
Rotura por colisión de material proyectado que ha sido observado mediante cámaras de alta velocidad, esto depende generalmente de la secuencia del encendido de las cargas explosivas.
15
CONCLUSIONES DE LAS TEORÍAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
1. TALADRO DE CRÁTER
16
MECÁNICA DE ROTURA DE UN TALADRO SIN CARA LIBRE (CRÁTER)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ONDAS DE COMPRESIÓN QUE SE DISIPAN COMO ONDAS SÍSMICAS
ONDAS DE COMPRESIÓN
ONDAS DE TENSIÓN, SÓLO EN LA CARA LIBRE
SUPERFICIAL
MECÁNICA DE ROTURA DE UN TALADRO SIN CARA LIBRE (CRÁTER)
2. DETONACIÓN
ONDAS DE COMPRESIÓN QUE SE DISIPAN COMO ONDAS SÍSMICAS
ONDAS DE COMPRESIÓN
ONDAS DE TENSIÓN, SÓLO EN LA CARA LIBRE
SUPERFICIAL
17
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MODELO FÍSICO DE UNA REACCIÓN DE DETONACIÓN DE UN EXPLOSIVO EN UN MACIZO ROCOSO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
2. TIPOS DE EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
19
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 20
MATERIALES
EXPLOSIVOS
ALTOS EXPLOSIVOS
MATERIALES PIROTÉCNICOS
PROPELANTES
CLASIFICACIÓN GENERAL DE LOS EXPLOSIVOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 21
PRIMARIOS SECUNDARIOS TERCIARIOS
Azida de plomo
Fulminato de Mercurio
Azida de plata
Estifnato de plomo
Diamino-Dinitrofenol
Nitroglicerina
Nitroglicol
Nitrometano
RDX
HNX
TNT
TATB
Dinamitas
Anfo
Hidrogeles (Slurries)
Emulsiones
Pentolita
Ciclotol
Composición-b
SIMPLES(MOLECULARES)
Mono Nitrotolueno
Nitrato de Amonio
Perclorato de amonio
COMPUESTOS
Primarios (iniciadores): se emplean para la fabricación de detonadores.Secundarios (rompedores): se emplean para la rotura de rocas en voladura.
Terciarios: se emplean para la fabricación de explosivos rompedores.
ALTOS EXPLOSIVOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROPELANTES
LÍQUIDOSSÓLIDOS
DE BASESIMPLE
COMPUESTOS
NITRO-CELULOSA
NITRO-CELULOSA (NC)
NITRO-GLICERINA (NG)
NC-NG-RDX
NC-NG-RDX-AL-APTMTN-HMX-AL-APRDX-HTPB-AL-APRDX-CBAN-AL-AP
AL-HTPB-AP
DE BASEDOBLE
DE BASETRIPLE
MONOPROPELANTES
COMPUESTOS
NITROMETANOHIDRAZINA
HAN
HAN-DEN-HZOLH2-LOXLOX-FO
Pólvoras compuestas que se emplean como combustibles y propulsores en cohetería y artillería.
22
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
POR SU RÉGIMEN DE VELOCIDAD
POR SU SENSIBILIDADA LA INICIACION
POR SU APLICACIÓNPRIMORDIAL
Deflagrantes o Empujadores
Detonantes o trituradores
Altos explosivos Sensibles al detonador No 8
Agentes de voladura No sensibles al detonador No 8
(Requieren un cebo o primer de Mayor potencia)
De uso militar
De uso industrial:En minería, construcción
Y trabajos especiales
23
CLASIFICACIÓN PRÁCTICA DE LOS EXPLOSIVOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Para algunos explosivos, el diámetro de carga, grado de confinamiento y tipo de iniciación tienen influencia directa sobre los parámetros del explosivo.
24
TIPOS DE EXPLOSIVOS
En términos generales se clasifican en químicos, especiales y nucleares.
QUÍMICA Y FÍSICA DE LOS EXPLOSIVOS
Como se sabe el explosivo es una mezcla química de varios componentes que tienen una descomposición rápida cuando es iniciado por una energía en forma de calor, impacto, fricción o choque.
Esta descomposición produce gases y gran cantidad de calor originando altas presiones dentro del taladro los que hacen el trabajo de fragmentación.
Los principales ingredientes que reaccionan en un explosivo son combustibles y oxidantes, estos ingredientes están compuestos por oxigeno, nitrógeno, hidrogeno, carbono y también se añaden elementos metálicos como aluminio en algunos casos.
CLASIFICACIÓN PRÁCTICA DE LOS EXPLOSIVOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 25
EXPLOSIVOS COMERCIALES
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Están compuestas por tres elementos principales: la nitroglicerina, como
sensibilizante, proveedor de oxígeno como nitrato de amonio y combustibles como pulpa de madera, aserrín, etc.
• Se pueden clasificar en gelatinosa, semigelatinosa y pulverulentas.
Sus ventajas son: Sensible al detonador o fulminante común. Bajo diámetro critico. Potencia elevada. Densidad alta. Buena resistencia al agua. Poder rompedor elevado (brisance). Buenos humos de voladura.Sus desventajas son: Sensibilidad elevada a los estímulos subsónicos y térmicos. Efecto fisiológico de vaso/dilatación. Difícil mecanización del carguío.
26
DINAMÍTAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SLURRIES O HIDROGELES
Fue desarrollado en la época de los 60s por el Dr. Melvin Cook y esta compuesto por nitrato de amonio, agua, agentes gelatinizantes y muchas veces aluminio. La solución acuosa de nitratos, a los que se añaden agentes espesantes y gelatinizantes con el fin de establecer su reología, evitando una separación de sus componentes adquiriendo una consistencia viscosa mas o menos fluida.Su desarrollo se clasifica en tres generaciones que son:
PRIMERA GENERACIÓNSon sensibilizados por sustancias intrínsecamente explosivas como: TNT y PETN.Sus características son:
Alta densidad 1.4 – 1.5 g/cm3. Elevada resistencia al agua. Elevada fluidez a granel. Alta insensibilidad, siendo necesario un poderoso iniciador.
27
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 28
SLURRIES O HIDROGELES
SEGUNDA GENERACIÓNSon los que están sensibilizados por aluminio grado pintura, que ha incrementado su poder rompedor con el único inconveniente el alto costo.TERCERA GENERACIÓNEn los casos anteriores, no se ha podido utilizar en minería subterránea, por lo que surge lo que llamaríamos tercera generación que son sensibilizados por una sal orgánica llamado, nitrato de monometilamina, NMAN, con el cual se adapta para taladros de pequeño diámetro, aplicables a la minería subterránea y voladura de pre-corte, son sensibles al detonador común.
DESVENTAJAS Costo de sensibilizadores químicos. Problemas a bajas temperaturas. No puede ser mezclado fácilmente.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
AN/FO
29
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Es un agente de voladura, denominado también explosivo de seguridad por ser insensible al detonador común y es el explosivo más popular en el mundo con un 50% - 60% de consumo a nivel mundial desde 1956, gracias a Robert Akre, quien desarrolló su aplicación industrial.
Sus ventajas son: Bajo costo. Gran fluidez, consistencia granular, fácil manipulación. Elevada seguridad intrínseca, insensible al choque o fricción.
Sus desventajas son: Propiedades explosivas limitadas. Baja densidad. Baja aptitud a la propagación de la detonación. Nula resistencia al agua. Posibilidad de formación de gases tóxicos.
AN/FO
30
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• AN-Prill grado agricultura
Alta densidad: 0.95 g/cm3 a 1.10 g/cm3
Baja absorción de petróleo: 2% o menos Puede contener grumos
• AN-Prill grado industrial
Baja densidad: 0.70 g/cm3 a 0.90 g/cm3 Alta absorción del petróleo : 6% mínimo Bajo contenido de cobertura: 1% máximo
NITRATO DE AMONIO
31
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VELOCIDAD DE DETONACION DEL AN/FO
32
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VARIACION DE LA VELOCIDAD DE DETONACION CON EL DIAMETRO DE LOS TALADROS DEL AN/FO
33
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SENSIBILIDAD DEL ANFO A LA INICIACION
34
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VARIACION DE SENSIBILIDAD A LA INICIACION CON EL CONFINAMIENTO
Un factor contribuyente para el desempeño pobre con pérdida prematura de confinamiento del taladro también puede ser la disminución en la sensibilidad a la iniciación tan evidenciada por la gráfica mostrada aquí.
35
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENERGIA TEORICA O CALOR DE EXPLOSION SEGUN EL CONTENIDO DE PETRÓLEO
36
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
AN/FO
• Cantidad de FO afecta
Energía
Velocidad
Sensibilidad
Producción de humos
• Densidad en el taladro
Carguío mecanizado 0.82 a 0.92 g/cm3
Carguío neumático 0.90-1.00 g/cm3
La sensibilidad baja rápidamente después de 1.2 g/cm3
37
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EMULSIONES
• Es el de más reciente desarrollo, que ha ganado mucha aceptación en el mercado, más fluidos que los hidrogeles y sensibilizados por burbujas de aire, vidrio, resina, etc. Se define como una dispersión estable de dos fases liquidas inmiscibles entre si, en la cuales una fase interna o fase dispersada es distribuida en otro exterior o continua, formando finas gotas, es decir tiene dos fases una acuosa y otra aceitosa.
• Se puede añadir también aluminio para aumentar su energía termoquímica.• En las emulsiones, existe una mayor proximidad molecular entre una unidad
oxidante y otra unidad combustible, aumentando el grado y eficiencia de las reacciones.
• La formulación de emulsiones requiere el empleo de emulsificadores y en ellas la agitación juega un papel importante ya que es responsable del tamaño de gotas dispersas en la fase continua por lo tanto la estabilidad de la emulsión en el tiempo y su viscosidad, el nivel de agua, se reduce debido al uso de soluciones super saturadas de sales que llegan a cristalizarse.
40
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EMULSIONES
• La presencia de gotas o burbujas juegan un papel importante para determinar la sensibilidad y velocidad de detonación, generalmente en una emulsión básica el 2% del peso es gas.
• Su estructura generalmente se compone de 10 volúmenes de solución de nitratos por 1 volumen de solución o aceites a una temperatura de 70 – 80°.
Sus características son:
Excelente resistencia al agua Muy elevada seguridad intrínseca Gran poder rompedor.
41
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Excelente resistencia al agua Bombeables a bajas temperaturas Buena duración en el taladro Se puede añadir prills de AN o aluminio para
incrementar la energía Se puede fabricar continuamente
EMULSIONES
VENTAJAS
Excelente fluidez, permite mecanización de carguío. Potencia explosiva variable de media a alta. Densidad variable de 1.05 – 1.45 g/cm3. Excelentes humos de voladura. Sin efectos fisiológicos.
42
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EMULSIONES
• Micro esferas (vidrio o burbujas de plástico) agregadas a la emulsión
incrementan la sensibilidad
43
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESUMEN DE COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS EXPLOSIVOS
44
CARACTERÍSTICAS DEL TAMAÑO DE PARTÍCULAS OXIDANTES
EXPLOSIVO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZANTE
Sólido Sólido Liquido
Nit. Amonio Sodio Pulpa de madera Absorv. Nitroglicerina
Sólido Líquido
Nit. Amonio Pet. Diesel 2.
Sólido/ Liquido Sólido / Liquido Sólido/Liquido
Nit. Amonio Gomas Al, TNT, NMAN
Liquido Liquido Burbujas
Nitratados Aceites, petróleo Parafinas. Aire, vidrio
SLURRIES
DINAMITA
ANFO
EMULSIONES
EXPLOSIVOS TAMAÑO FORMA VOD Km/s
ANFO 2.0 mm Sólido 3.2DINAMITAS 0.2 mm Sólido 4SLURRIES 0.2 mm Sólido / Liquido 3.0 - 4.0
EMULSIONES 0.001 mm Líquido 4.0 - 5.0
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
I. INTRODUCCIÓN
• Los ANFOS se caracterizan por su relativa baja potencia volumétrica y su
prácticamente nula resistencia al agua. Una forma de disminuir dichos efectos es
mediante el agregado de emulsión al ANFO. Estas mezclas de ANFO y emulsión
se suelen llamar ANFOS PESADOS.
• De estar todos los espacios entre partículas de ANFO ocupados por la emulsión, el
producto no tendrá los suficientes centros de reacción y la mezcla no será sensible
a la iniciación, a menos que la emulsión haya sido previamente sensibilizada.
45
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Sensibilizada, es el asegurarse que existan los suficientes centros de reacción
para que la mezcla retenga la sensibilidad a la iniciación y propague a los largo de
la columna de explosivo.
• ANFOS con un 50 % de emulsión en peso o más, tienen una buena resistencia al
agua siempre y cuando la integridad del explosivo sea mantenida y no se altere
por acción de agua lavando la emulsión y eliminando la acción protectora. Para
que la mezcla de ANFO pesado sea bombeable, su contenido de emulsión debe
ser > 50% (70% preferible). Ello es mas que suficiente para llenar los espacios
intragranulares del ANFO (~35%), debiéndose sensibilizar la emulsión para
asegurar una iniciación apropiada.
• ANFOS pesados con 50% emulsión o menos no pueden ser bombeados.
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
46
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO
• La emulsión puede consistir en una solución acuosa de nitrato de amonio, diesel oil y agente emulsificador. El nitrato de amonio puede ser parcialmente reemplazado por nitrato de calcio hasta un 50% del peso, lo que permitirá operar a menores temperaturas durante la etapa de elaboración. La reacción estequiométrica esta dada por:
• Otra ventaja del uso de nitrato de calcio como sustituto parcial del amonio es que el mismo requerirá mayor cantidad de combustible para estar balanceado en oxigeno. Ello resultara en un producto con mayor resistencia al agua. En ciertas ocasiones y con el mismo objetivo, se utilizan nitratos de sodio.
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
47
𝟑𝑪𝒂(𝑵𝑶𝟑)𝟐+𝟓𝑪𝑯 𝟐→𝟑𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑+𝟐𝑪𝑶𝟐+𝟑𝑵𝟐+𝟓𝑯𝟐𝑶
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO.
• La tabla muestra una típica composición de una emulsión basada en nitrato de calcio, mientras que la otra tabla indica la composición de varios ANFOS PESADOS con una resistencia al agua (i.e. > 50% emulsión).
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
Composition típica de una emulsión con nitrato de calcio:
48
INGREDIENTES % EN PESO
Nitrato de Amonio 38.40
Nitrato de Calcio 35.80
Agua 13.00
Fuel Oil 10.80
Agente emulsificados 2.00
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DEL ANFO PESADO.
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
Composición típica de ANFOS PESADOS (con resistencia al agua) con distintos contenidos de aluminio.
49
INGREDIENTES % EN PESO % EN PESO % EN PESO % EN PESONitrato de Amonio 59.10 61.10 64.10 66.10Nitrato de Calcio 19.70 19.70 19.70 19.70Agua 7.20 7.20 7.20 7.20Fuel Oil 5.90 5.90 5.90 5.9 IAgente emulsiflcador 1.10 1.10 1.10 1.10Aluminio 7.00 5.00 2.00 0.00
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO.• La tabla Indica los resultados de experimentos de VOD en ANFOS PESADOS
con y sin micro esferas.
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
Resultados de ensayos confinados de VOD en ANFOS PESADOS con y sin microesferas
50
% EN PESO
EMULSION/ANFO
DENSIDAD
(g/cc)
VOD EXP.
(m/s)
VOD TEOR.
(m/s)
0/100 0.83 5000 510020/80 1.01 4630 547030/70 1.10 4330 570040/60 1.23 4400 630050/50 1.30 4300 6460
Con 1,6% M.E.20/80 1 5730 537030/70 1.1 5640 570040/60 1.2 6340 622045/55 1.2 5700 628050/50 1.25 5670 6340
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
II. COMPOSICIÓN DE LAS MEZCLAS DE ANFO PESADO
• Para el caso del producto sin sensibilizar (sin microesferas), se observa una VOD notoriamente menor que la teórica. Estos resultados indican claramente la importancia de incorporar agentes sensibilizadores en ANFOS PESADOS contendiendo más de un 20% de emulsión en una mezcla.
III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS
• La potencia volumétrica relativa de los ANFOS pesados es alta debido a su mayor densidad. De requerirse, dicha potencia puede ser aumentada mediante el agregado de aluminio a la mezcla.
• La siguiente tabla muestra los cálculos teóricos, computados mediante el código TIGER, de varias mezclas de ANFO pesado. La potencia volumétrica relativa (RBS) esta referida al ANFO a una densidad de 0.83 g/cm3.
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
51
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS
Propiedades teóricas (TIGER) de varios ANFOS PESADOS con resistencia al agua.
52
INGREDIENTES % EN PESO % EN PESO % EN PESO % EN PESOEmulsión 55.00 55.00 55.00 55.00Nitrato de Calcio 38.00 40.00 43.00 45.00Aluminio i 7 5.00 2.00 0.00Densidad (g/cc) 1.40 1.40 1.40 1.40VOD (m/s) 6920.00 6907.00 6880.00 6860.00Potencia (RBS) 1.65 1.57 1.45 1.37
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS
En forma similar la siguiente tabla resume las propiedades teóricas de varias mezclas de ANFO pesado formulado para su uso en condiciones secas, es decir sin resistencia al agua (contenido de emulsión <30%).
Propiedades teóricas (TIGER) de varios ANFOS PESADOS sin resistencia al agua
53
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
INGREDIENTES % EN PESO % EN PESO % EN PESO % EN PESO
Emulsión 15.00 20.00 25.00 30.00
Nitrato de Amonio 85.00 80.00 75.00 70.00
Densidad (g/cc) 0.98 1.03 1.09 1.16
VOD (m/s) 5300.00 5440.00 5620.00 5860.00
Potencia (RBS) 1.11 1.14 1.20 1.24
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS
La siguiente tabla resume las potencias relativas por unidad de peso (RWS)
y de volumen (RBS) para varias mezclas de ANFOS y ANFOS PESADOS
con aluminio. Las mismas son relativas a un ANFO a una densidad de 0.83
g/cm3.
De la tabla previa se observa que la adición de aluminio o emulsión a un
ANFO aumentara considerablemente su potencia volumétrica relativa. La
selección final del explosivo dependerá de los costos asociados con el uso
de cada uno de ellos.
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
III. PERFORMANCE DE ANFOS PESADOS
MEZCLAS DE ANFO / EMULSIÓN (ANFOS PESADOS)
Potencias relativas (RWS y RBS) de ANFOS aluminizados y ANFOS PESADOS
55
INGREDIENTES % EN PESO RWS RBSANFO 0.83 1.00 1.00+ 5% Al 0.87 1.13 1.18+ 7% Al 0.88 1.18 1.25+ 10% Al 0.91 1.24 1.36+15% Al 0.94 1.35 1.53Anfo + 20% Emulsión 0.98 0.96 1.13Anfo + 30% Emulsión 1.10 0.92 1.22Anfo + 40% Emulsión 1.20 0.91 1.32Anfo + 50% Emulsión 1.28 0.89 1.37
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CARGADOR TIPO GUSANO
SALPICADURAS POR EL IMPACTO
NIVEL DE AGUA
LAVA A LA SOLUCIÓN
BOLSONES DE AGUA, AÚN EN SEPARACIÓN DE COLUMNA
METODO DE CARGUÍO DEL HEAVY AN/FO (MESABI)
MANGUERA DE CARGUÍO
EMULSIÓN
AGUA NO ATRAPADA
METODO DE CARGUÍO DE EMULSIÓN (VIKING)
METODOS DE CARGUÍO DE HEAVY AN/FO
56
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ACCESORIOS DE VOLADURA
Son todos los otros elementos que son necesarios para efectuar una voladura, que sin
ellos, no podría ser posible todo lo que se ha explicado anteriormente, es decir, inician,
propagan o retardan la acción de las cargas explosivas.
INICIADORES O BOOSTERS
Llamados también primas, que son explosivos de alta energía y gran seguridad compuesto
principalmente de TNT y PETN que se utilizan para iniciar la reacción de detonación de la
carga explosiva, tiene características como: resistencia al agua, densidad 1.4 g/cm3, la
velocidad de detonación de 6500 m/s, sensibilidad al cordón detonante y fulminante común,
presión de detonación de 140 Kb.
BOOSTER ALUMINIZADO
Del tipo slurry que inicia eficientemente una columna explosiva, densidad 1.23 g/cm3,
velocidad de detonación de: 5500 m/s, presión de detonación 95 Kb, y sensible al cordón
detonante de 3 g/m.57
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ACCESORIOS DE VOLADURA
CORDÓN DETONANTEContiene un medio explosivo de alto poder PETN cubierto generalmente de papel serpentina, trenzado con hilos de algodón y por polipropileno cubierto por PVC para obtener impermeabilidad, resistencia a la tensión, fácil manejo y seguridad.Se usa para iniciar el Booster dentro del taladro y conectar los taladros en la superficie.Existen diferentes cordones detonantes de acuerdo a su carga explosiva por unidad de longitud, que va desde 3 a 10 g/m. Los de mayor gramaje tienen aplicaciones especiales.RETARDOS DE CORDÓNSirven pare retardar la iniciación entre taladros o filas de taladros generalmente se usa de 9, 17, 25, 50, 75, 100 milisegundos (ms)FULMINANTE ELÉCTRICOSimilar al fulminante común, la carga explosiva es iniciada por una chispa generada por el contacto entre polos de una corriente eléctrica, igualmente se fabrica de ½ y de milisegundo MS.
58
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ACCESORIOS DE VOLADURA
FULMINANTE NONELAparte de iniciar la columna explosiva, también se usa como retardo de superficie y de profundidad con varios intervalos de retardo.
FULMINANTE ELECTRÓNICODe alto desarrollo tecnológico y una aplicación muy precisa que ayuda a mejorar la fragmentación, con excelentes resultados con la única desventaja por ahora del costo.
MECHA DE SEGURIDADQue tiene núcleo de pólvora negra que solamente deflagra con una velocidad promedio de 1.47 s/m.
FULMINANTE COMÚN Que tiene un núcleo de PETN y fulminato de mercurio como un accesorio
importante para iniciar una voladura.
59
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DETONADOR ELECTRÓNICO
1. Circuito integrado2. Cable bifilar (*)3. Tapón engarzado4. Condensador Programación5. ASIC6. Condensador de disparo7. Fusehead8. Carga primaria9. Carga de PETN
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE DETONADORES ELECTRONICOS
Retardo Programable y reprogramable de 1 a 4.000 ms, por pasos de 1 ms
Precisión 1/10 ms inferior a 1 ms para el mayor retardo.
Fuerza Superior a #8 (800mg PETN)
Temperatura Almacenamiento: -40/+60°C ; -40/140°F
Cables
detonador
DAVEYTRONIC II: tipo duplex M50 2x0,3 mm Acero, recubrimiento HDPE anaranjado o
DAVEYTRONIC I: Tipo duplex M42 2x0,7 mm Cu, recubrimiento HDPE anaranjado
Cápsula Aluminio, dimensiones estándar
Longitud 87 mm / 3.42’’ ; diámetro 7.5 mm / 0.3’’
Uso Recomendado dentro del plazo de 5 años a partir de la fecha de fabricación
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DETONADORES ELECTRÓNICOS
Aqui mostramos la superposición de tiempos de detonación al usar detonadores pirotécnicos en comparación con los detonadores electrónicos. Puesto que los electrónicos garantizan una dispersión minima y una un error minimo por debajo de 0.005 % y se puede programar hasta 20,000 ms. En tal sentido el uso de detonadores electrónicos garantizará que la carga operante (kg/retardo) sea equivalente a la carga de un taladro.
Representación de la dispersión en un detonador No eléctrico (a) y otro electrónico (b).
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Solape de tiempos en el caso de det. pirotécnicos (a) y det. electrónicos (b).
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TERMINOLOGÍAS Y ESTRUCTURA TÍPICA DE UN SISTEMA DE INICIACIÓN ELECTRÓNICA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TOPOLOGIAS COMUNES DE SISTEMAS DE INICIACIÓN ELECTRONICA
CONTRATISTAS SAC
3. USO DE BIO-COMBUSTIBLE COMO ALTERNATIVA PARA UN MUNDO MÁS ECOLÓGICO
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
56
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
USO DE BIODIESEL
El Biodiesel es un combustible echo por el hombre de las plantas de producción de aceite.
Hay mas de 300 especies de aceite que se producen en diversas plantas y 10 de ellas son usadas para generar biodiesel, para automóviles ya desde hace muchos años, tanto en Europa, USA, Japón y otros países.
La química detrás de biodiesel es muy simple. Está basado en una molécula de aceite vegetal llamado triglicérido. Un triglicérido visto en el microscopio luce como un pulpo con tres brazos. Un triglicérido esta compuesto de una molécula de glicerina y tres de esteres. Un ester es una cadena de hidrocarbonos.
57
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
QUIMICA DEL BIODIESEL
Durante el proceso de llamado transesterificación, un aceite vegetal es combinado con un alcohol y un catalizador es introducido. El proceso de transesterificación rompe las cadenas de hidrocarbono de las moléculas de la glicerina.
Las cadenas de hidrocarbono luego de juntan entre si (etanol o metanol). El resultado son dos productos separados de glicerina y biodiesel.
58
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROCESO
El primer paso es la fabricación, y el factor primario es determinar la factibilidad de
usar Bio-ANFO en un proyecto de voladura, además de determinar la
disponibilidad y costo de aceite.
Para prueba se produjo una cantidad de 7 galones (26.51litros) para un proyecto
determinado. Los costos de ingredientes, materiales y el proceso ascienden
aproximadamente a $1.25/gal ($0.33/litro)
El segundo paso es adquirir los ingredientes y equipos necesarios para medir,
mezclar y almacenar el combustible final.
59
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
BIO-ANFO
La prueba se realizó mezclando a mano en un contenedor adecuado.
En base a las pruebas realizadas de la aplicación de combustible biodiesel en
motores de automóviles se asume que podría perder hasta el 15% de energía en
comparación con el petróleo. Por esta razón, se usó una mezcla de 6% superando
el típico 5.4% en mezclas de ANFO.
60
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRUEBA EN VOLADURA
Se hizo 3 pruebas separadas usando Bio-ANFO para el proyecto en específico. Se
cargo 50% del taladro con Bio-Anfo y el 50% con ANFO estándar. Considerando las
diferencias de efectividad en motores de vehículos, se espera notable diferencia en la
voladura como en la fragmentación.
La primera prueba se realizó en un segmento de 21m de roca caliza, con altura de
banco 3m, diámetro de perforación de 76mm y usando una fila simple cargando 37 kg
de cada ANFO mezclado por prueba. Se utilizó detonadores no electrónicos con 25 ms
de retardo entre cada taladro.
Después de la detonación se encontró que no habían diferencias en la voladura.
La segunda prueba se realiza en una cantera de caliza con una profundidad promedio
de 7.6m, diámetro = 76mm, 12 taladros separados cada 2.7m, con una carga de 112kg
por cada mezcla de ANFO. Se inicio la voladura desde el centro, usando retardos de
17ms para los dos primeros taladros y 25ms para el restante. 61
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRUEBA EN VOLADURA De igual forma en la segunda prueba se encontró buenos resultados. La carga se
desplazó aproximadamente 13.7m de la cara libre y la fragmentación tiene
tamaños similares.
Con respecto a los resultados de la medición de velocidad de detonación estos
muestran que bio-ANFO tiene un ratio de 3,758.6m/s y el ANFO estándar
3799.6m/s. Esto significa que el bio-ANFO voló al 98.9% de la velocidad de
ANFO estándar.
62
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRUEBA EN VOLADURA
Aunque las pruebas se realizaron a pequeña escala, se cree que los resultados indicados por el bio-ANFO producen adecuada energía y una buena velocidad de detonación, comparado con el ANFO mezclado con petróleo. Además de demostrar la simplicidad del proceso de fabricación y el valor monetario del reciclaje.
Aunque el costo por galón del biodiesel puede varían considerablemente, dependiendo de la fuente del aceite y los costos de proceso, es razonable asumir que un apropiado proceso en el lugar correcto puede bajar el precio del combustible de aceite al 50%.
Creemos pruebas adicionales deben implicar disparar una variedad de tipos de rocas y formaciones, una variedad de diámetros de perforación y profundidades variables, así como el ensayo de humos y emisiones para posibles aplicaciones subterráneas seguras.
63
CONTRATISTAS SAC
4. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS EXPLOSIVOS
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS EXPLOSIVOS
75
PARÁMETROS DEL EXPLOSIVO
Los parámetros mas importantes que influyen en la fragmentación de rocas son;
densidad, velocidad de detonación, volumen de gases, presión de detonación, energía
disponible, entre otros.
PARÁMETROS DE LA CARGA
Los parámetros de la carga, se refieren a la geometría de la voladura, diámetro del
taladro, longitud de carga, atacado, desacoplamiento, tipo de iniciación, punto de
iniciación, juegan también un papel importante en el proceso de fragmentación,
eclipsando a veces a los parámetros del explosivo.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Para algunos explosivos, el diámetro de carga, grado de confinamiento y tipo de iniciación tienen influencia directa sobre los parámetros del explosivo.
TIPOS DE EXPLOSIVOS
En términos generales se clasifican en químicos, especiales y nucleares.
QUÍMICA Y FÍSICA DE LOS EXPLOSIVOSComo se sabe el explosivo es una mezcla química de varios componentes que tienen una descomposición rápida cuando es iniciado por una energía en forma de calor, impacto, fricción o choque. Esta descomposición produce gases y gran cantidad de calor originando altas presiones dentro del taladro los que hacen el trabajo de fragmentación.Los principales ingredientes que reaccionan en un explosivo son combustibles y oxidantes, estos ingredientes están compuestos por oxigeno, nitrógeno, hidrogeno, carbono y también se añaden elementos metálicos como aluminio en algunos casos.
76
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS EXPLOSIVOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
VELOCIDAD DE DETONACIÓN
DENSIDAD
PRESIÓN DE DETONACIÓN
SENSIBILIDAD
HUMOS
POTENCIA/ENERGÍA
RESISTENCIA AL AGUA
TIEMPO DE ALMACENAMIENTO
77
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROCESOS DE DETONACIÓN DE UNA CARGA EXPLOSIVA
78
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VELOCIDAD DE DETONACIÓN (VOD)
Es la velocidad es la onda de detonación que viaja a través de una columna de un explosivo en (m/s) o (pies/s).
79
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TIPO DE EXPLOSIVO
– Rango de VOD es de 1600 m/s en explosivos permisibles y hasta los 7200 m/s
en los boosters HDP.
DIÁMETRO DE CARGA EXPLOSIVA
– En general, cuanto mas grande es el diámetro, mas alta es la VOD.
– Diámetro crítico, el mínimo diámetro en el que ocurre el proceso de detonación.
GRADO DE CONFINAMIENTO
– En general, cuanto mas alto es el grado de confinamiento, mas alto es la VOD.
EFECTO DE CEBADO
– Cebado inadecuado puede causar reacción lenta hasta alcanzar la VOD final o
baja reacción (deflagración) <0,5 x presión de detonación80
VELOCIDAD DE DETONACIÓN (VOD)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EFECTO DEL DIAMETRO DE CARGA SOBRE LA VELOCIDAD DE DETONACIÓN
81
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DENSIDAD
Peso por unidad de volumen, expresado en (g/cm3) que generalmente varia
de 0.7 (ANFO) a 1.6 en booster HDP
Relacionado a la sensibilidad, VOD y diámetro crítico de carga.
Densidad crítica es cuando el explosivo no detona, la mayoría de
componentes del explosivo tienen una máxima densidad sobre el que no
detonará.
82
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Es un indiciador de la habilidad de un explosivo para fragmentar la roca. La misma esta dada por la presión inmediatamente por detrás del frente de detonación, en el llamado plano de Chapman-Jouget (C-J).
Se determina mediante los llamados ensayos de acuarios y en ciertas ocasiones mediante sensores de presión, ambos son de difícil implementación, razón por la cual se acostumbra aproximar su valor mediante la siguiente formula:
Donde:
Pd = presión de detonación (Kb)ρ = densidad inicial del explosivo (g/cm3)VOD= velocidad de detonación (m/s)
PRESIÓN DE DETONACIÓN
52
104
VOD
Pd
83
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ejemplo; supongamos un típico ANFO de densidad 0.85 g/cm3 y velocidad 5,500 m/s. La presión de detonación será:
Como se puede deducir de la fórmula anterior, los factores que influencian la VOD de un explosivo tendrán una mayor influencia en su presión de detonación debido a que la misma es una función cuadrática de la velocidad.
Cabe aclarar que la presión de detonación, no es la misma que la presión ejercida por los gases producto de la reacción, comúnmente llamada presión de explosión.
PRESIÓN DE DETONACIÓN
KbPd 64104
550085.0 52
84
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRESIÓN DE EXPLOSIÓN
Se refiere a la presión ejercida contra las paredes del taladro como consecuencia de la acción expansiva de los gases producto de la detonación del explosivo.
Al igual que la presión de detonación, su valor depende de la densidad y la VOD del explosivo. Es costumbre aproximar su valor a la mitad del valor de la presión de detonación, es decir:
Donde:
Pg = presión de gases (Kb)Pd = presión de detonación (Kb)ρ = densidad inicial del explosivo (g/cm3)VOD = velocidad de detonación (m/s)
52
1082
VODPP d
g
85
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
NOMOGRAMA PARA ENCONTRAR PRESIÓN DE DETONACIÓN (DICK-EXPLOSIVES & BLASTING PROCEDURES MANUAL)
86
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
La energía liberada (Q) durante la detonación de un explosivo está dada por la
diferencia entre el calor de formación de los ingredientes del explosivo, es decir:
Q = ΔH (productos - ingredientes)
La energía puede expresarse en función del peso del explosivo o de su volumen,
como así también en valores absolutos o relativos. Ello da lugar a cuatro
posibilidades distintas, a saber:
87
POTENCIA / ENERGÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
POTENCIA / ENERGÍA
POTENCIA ABSOLUTA POR PESO: (AWS)Es la cantidad de energía liberada (calorías) por unidad de peso de explosivo. Su valor se determina en ensayos bajo el agua o mediante modelos teóricos. Por ejemplo la AWS de un ANFO es de aproximadamente de 900 cal/g mientras que de una dinamita gelatinosa amoniacal es de 1100 cal/g.
POTENCIA ABSOLUTA POR VOLUMEN (ABS):Ella se refiere a la energía liberada por unidad de volumen de explosivo y se expresa en calorías por centímetro cúbico (cal/cm3).Se obtiene multiplicando la AWS por la densidad del explosivo. Por ejemplo, para un ANFO cuya densidad es de 0.85 g/cm3, la ABS estará dada por:
Para el caso de la dinamita gelatinosa amoniacal cuya densidad es de 1.36 g/cm3, será:
Como se puede observar, la ABS es función de la densidad del explosivo, razón por la cuál su valor puede variar aún para un mismo explosivo.
3/76590085.0)( cmcalANFOABS
3/1485110035.1)( cmcaldinABS
88
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
POTENCIA RELATIVA POR PESO (RWS)
Es la relación entre la potencia absoluta en peso (AWS) de un cierto explosivo a otro
tomado como estándar o base, con el fin de poder comparar su performance. Para
explosivos comerciales es común utilizar el ANFO como base de comparación, al cual
se le asigna un valor energético arbitrario RWS = 100, es decir que 900 cal/g equivalen
a 100 unidades de energía. Ejemplo: la potencia relativa de la dinamita gelatinosa
amoniacal será:
Lo que equivale a decir que la dinamita gelatinosa amoniacal tiene una potencia en
peso, un 22% mayor que la del ANFO.
POTENCIA / ENERGÍA
100ANFOAWS
dinAWSdinRWS 122100
900
1100dinRWS
89
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
POTENCIA RELATIVA POR VOLUMEN (RBS):Se refiere a la energía liberada por unidad de volumen de un cierto explosivo comparada a un explosivo base. La misma se calcula como la relación entre las potencias absolutas en volumen (ABS) de un cierto explosivo y la del explosivo base a una determinada densidad. En general se toma como explosivo base el ANFO a una densidad de 0.85 g/cm3. Por lo tanto, para el caso de la dinamita gelatinosa amoniacal de densidad de 1.35 g/cm3 tendremos:
Lo cual es equivalente a:
Por lo tanto la potencia relativa volumétrica de la dinamita amoniacal será:
Es decir que la potencia volumétrica de la dinamita gelatinosa amoniacal es un 94% mayor que la del ANFO seleccionado como explosivo base.
POTENCIA / ENERGÍA
100ANFOABS
dinABSdinRBS
194100765
1485dinRBS
90
100
ANFOANFOAWSdindinAWS
dinRBS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EXPLOSIVODENSIDAD
(g/cm3)RWS
(ANFO=100)RBS
(ANFO=1)EPF
(100/RWS)TPC
(RBS1/3)
ANFO 0.85 100 1.00 1.00 1.00
ANFO (carga neumática) 0.95 100 1.12 1.00 1.04
ANFO HD (alta densidad) 1.05 100 1.23 1.00 1.07
ANFO/AI (92 / 3/5) 0.87 112 1.15 0.89 1.05
ANFO/AI (87 / 3/10) 0.91 124 1.30 0.81 1.09
ANFO/AI (84 / 3/15) 0.94 134 1.48 0.75 1.14
Emulsión NCN(0% AI) 1.15 78 1.06 1.28 1.02
Emulsión NCN(5% AI) 1.18 91 1.26 1.10 1.08
Emulsión NCN(10% AI) 1.21 103 1.47 0.97 1.14
Emulsión NCN(15% AI) 1.25 117 1.72 0.85 1.20
RWS Y RBS RELATIVOS AL ANFO A 0.85 g/cm3
91
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SENSIBILIDAD
Facilidad en que un explosivo puede ser inducido a reaccionar químicamente. Sensibilidad al detonador común, el producto detonará con un detonador con 450
mg de PETN. Sensibilidad por simpatía permitirá detonar al producto aun si encuentra vacíos
en la columna explosiva. Detonación por simpatía de taladro a taladro puede la onda de choque de un
taladro anterior iniciar al otro. Pruebas necesarias.
– Impacto
– Fricción
– Choque
92
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Clasificación de humos: Toxicidad (Explosivo que debe tener por debajo de la
clasificación del IME.
• La detonación de explosivos comerciales produce generalmente CO2, N, H20
(vapor), sin embargo, CO y NOX pueden estar presentes
• Factores que incrementan la producción de CO y NOX
– Formulación pobre del producto.
– Cebado inadecuado.
– Resistencia al agua insuficiente.
– Falta de confinamiento.
– Reacción incompleta del producto.93
HUMOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 94
CLASIFICACIÓN IME
CLASE DE HUMOS
Pies3 de gas venenoso.
Por 200g de explosivo.
1 Menos de 0.16
2 0.16 a 0.33
3 0.33 a 0.67
HUMOS
CONTRATISTAS SAC
5. ANFO VERSUS EMULSIÓN
Evaluación Cuantitativa De Desempeño Con Costos De Perforación Y Voladura Constante
95
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROBLEMATICA
• Las fluctuaciones de precios han generado un debate en las operaciones de Perforación y Voladura aplicados a las diversas áreas de construcción y especialmente en la voladura de rocas en minas.
• El objetivo es comparar:ANFO vs 100% Emulsión PN1500 Costo vs Desempeño
• ¿Se podrían realizar mezclas?
• Se puede disparar con Emulsión tanto como con el ANFO?
• Hay una ventaja en el rendimiento con ANFO especialmente en escenarios de disparo ajustados.
96
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PREGUNTA
• ¿Es este problema de rendimiento percibido? ¿La emulsión no «vuelca» la carga, así como ANFO? ¿Es esto siempre cierto?
• Muchos especialistas en voladura creen que las voladuras con ANFO son mejores porque este produce «altas cantidades de gas».
“Recolectar datos reales es la única forma de encontrar la respuesta”
97
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
¿COMO EVALUAMOS?
• QUÍMICA IDEAL– Evaluar la producción de gas y energía usando métodos de análisis químicos
(Software IdEX v4.0).
• RENDIMIENTO EN EL CAMPO– Cuantitativamente.
• Estudio de tiempos en ratios de excavación. • Análisis de fragmentación mediante fotografías a la carga.
– Cualitativamente.• Videos e inspecciones visuales.
98
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
QUÍMICA
DESCRIPCIÓN ANFO PN1500 PN1500, con respecto al ANFO
Energia Efectiva a 100MPa MJ/Kg 2.35 2.36 Incremento del 0.4% de eficiencia de
energía por peso.
RBS(Potencia relativa por volumen) a 100MPa 97 146 Incremento en 50.5% en RBS
Presión de DetonaciónGpa 5.14 12.43 Incremento en 141.8% en presión de
detonaciónpsi 745 949 1802819
Velocidad de Detonación (*)
m/seg 4873 6375 Incremento en 30.8% en velocidad de detonaciónfps 15987 20915
Volumen total de gas Mol/Kg 4.32000E+01 4.41000E+01
Incremento de 2.1% en Volumen de gas por Kg
Temperatura ºC 2786.66 1766.11 Reducción del 36.62% en temperatura
Resultados de la comparación entre ANFO y 100% Emulsión PN1500
(*) 99
Velocidad medida en taladros de 6.75 in de diámetro.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENERGIA
• Niveles efectivos de energía basado en cálculos de IdeXTM
• Basado en la longitud total del el taladro.
ANFO PN1500
MJ/Kg (*) 2.35 2.36
Lb/Taladro 394.90 580.70
Kg/Taladro 179.12 263.40
MJ/Taladro 420.94 621.63 (*) Energía efectiva por debajo de 100 Mpa
100
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RENDIMIENTO EN CAMPO
• El costo de P y V se mantiene constante.
• Los disparos fueron diseñados para evaluar el producto
– El burden se mantiene constante.– Misma geología y altura de banco.
• ¿Geometría? Mantener esto en mente ….
101
CONTRATISTAS SAC
10.06m
DIÁMETRO DE TALADROA
NFO
88
.40
kg = 7 7/8pulg
2.44m
0.91m
6.71 m
2.44m
0.91m
6.71 m10.06 m
100% Em
ulsión Sensibilizada
263.40 kg = 7 7/8pulg
ANFO DESCRIPCIÓN 100% EMULSIÓN
0.85 Densidad del Explosivo (g/cc) 1.25
7 7/8 Diámetro (pulg) 7 7/8
10.06 Altura de Banco (m) 10.06
5.18 Burden (m) 6.10
5.49 Espaciamiento (m) 6.10
2.44 Taco (m) 2.44
0.91 Relleno (m) 0.91
26.71 Densidad de carga lineal kg/m 39.28
285.94 Cantidad de carga m3/taladro 373.78
0.63 Factor potencia kg/m3 0.71
ANFO DESCRIPCIÓN 100% EMULSIÓN
$ 49.17 Costo de perforación/Taladro $ 49.17
$ 108.50 Explosivos/Costo de Accesorios/Taladro $ 159.67
$ 13.09 Costo de mano de obra y equipo/Taladro $ 14.40
$ 170.76 Costo P&V / Taladro $ 223.23
$ 0.60 Costo P&V/m3 $ 0.60
ANFO COMPARACIÓN EMULSION RESULTADOS
28.4 Productividad de perforación (m3/m) 37.16 30.72%
206 Nº Taladros/Disparo 158.00 -48.00
6.8 Nº 10hr perforadas por guardia/Disparo 5.20 -1.60102
CONTRATISTAS SAC
2.44m
0.91m
6.71 m10.06m 10.06m
DIÁMETRO DE TALADRO
100% Em
ulsión Sensibilizada
263.40 kgAN
FO
88
.40
kg = 7 7/8pulg = 7 7/8pulg
NIVELES EFECTIVOS DE ENERGÍA
ANFO 100% Emulsión
MJ/kg (*) 2.35 2.36
LB/TALADRO 394.9 580.7
KG/TALADRO 179.12 263.4
MJ/TALADRO 420.94 621.63
(*) Energía efectiva por debajo de 100 Mpa
2.44m
0.91m
6.71 m
ANFO COMPARACIÓN EMULSION RESULTADOS
28.4 Productividad de perforación (m3/m) 37.16 30.72%
206 Nº Taladros/Disparo 158.00 -48.00
6.8 Nº 10hr perforadas por guardia/Disparo 5.20 -1.60
103
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VISTA EN PLANTA DEL DISEÑO DE MALLA CON ANFO
104
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
APILONAMIENTO DE ROCA – DISPARO CON ANFO
105
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VISTA EN PLANTA DEL DISPARO CON EMULSIÓN
106
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
APILONAMIENTO DE ROCA – DISPARO CON EMULSIÓN
107
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
APILONAMIENTO DE CARGA CON
ANFO
APILONAMIENTO DE CARGA CON
EMULSION
108
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
KOMATSU PC5500 CARGANDO EN ZONA DISPARADA CON ANFO
109
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
KOMATSU PC5500 CARGANDO EN ZONA DISPARADA CON EMULSIÓN110
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESULTADOS DE ESTUDIO DE TIEMPOS DE CARGUÍO
ANFO EMULSION31.6
31.8
32.0
32.2
32.4
32.6
32.832.64
31.98
TIEMPO DE CARGÍO PROMEDIO (SEG)
Tiempo promedio de llenado, segundos
111
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESULTADOS DE ESTUDIO DE TIEMPOS DE CARGUÍO
ANFO EMULSION2.85
2.92.95
33.05
3.13.15
3.23.25
3.3
3.3
3
DESVIACIÓN ESTÁNDAR
Desviación Estandar
112
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANALISIS DE DATOS FOTOGRÁFICOS
113
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Los datos de campo y los tiempos estudiados tienen buen historial pero no son suficientes.
• El análisis de fragmentación pone al análisis cuantitativo en otro nivel.
• El argumento ha sido de naturaleza anecdótica.
• ¨Las pluralidades anecdóticas no tienen datos iguales¨
• Necesitamos poner números para esta pregunta.
• Necesitamos la combinación de ratios de excavación y análisis de fragmentación para satisfacer la pregunta.
114
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 115
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PORCIONES INTACTAS EN AMBAS VOLADURAS
ANFO EMULSIÓN
116
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 117
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANÁLISIS RESULTANTE DE AMBOS EXPLOSIVOS CÁLCULO DE P50
Tenga en cuenta los cálculos de tiempo de llenado.
Desarrollado por Ozdemier, Kahriman, Ozer y Tuner., 2007.
Calculo para propósitos de ilustración.
Donde:
𝑇 𝐿=0.0103∗𝑃50+3.60
P50 (mm)
ANFO 279.4
EMULSIÓN 228.6
118
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DIFERENCIA DE TIEMPOS DE LLENADO
• Comparar bien la diferencia en tiempos de ciclo para el cargador PC500 32.64 a 31.98. Dos camiones por hora.
P50 (in) TL (s)
ANFO 11 6.48
EMULSIÓN 9 5.95
119
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SIN FINOS
120
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENTONCES, ¿CUAL ES LA RESPUESTA?
• En este caso, la emulsión gana.
• ¿Siempre? Cada operación debe desarrollar un análisis económico periódicamente.
• ANFO siempre pierde en caso de existencia de agua.
• ¿Mezcla? De hecho hay ciertos problemas.
– Consistencia en los equipos.– Consistencia del personal.– Sin emulsión, cargar con ANFO para terminar la voladura?
121
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONCLUSIONES
• 100% de emulsión provee:
– Mas gas.
– Mejor fragmentación.
– Fragmentación mas consistente.
– Ratios de excavación mas consistentes.
– Ratios de excavación mas rápidos.
– Costos iguales.
• Entonces ¿Cuál es el problema en el campo?– Ejecutando perforación y voladura bajo el mismo costo, no tiene el mismo
factor de potencia.– La clave puede ser la geometría y la optimización de los tiempos de trabajo.– Se comprobó en la practica que no es efectiva la mezcla.
122
CONTRATISTAS SAC
6. MODELOS MATEMÁTICOS PARA ESTIMAR PARÁMETROS DE PERFORACIÓN Y
VOLADURA DE ROCAS
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
1.-VARIABLES CONTROLABLES DE LA VOLADURAa) Geométricos (diámetro de taladro, burden, espaciamiento, longitud de carga, etc.)b) Del explosivo (tipos de explosivo, potencia, energía, volumen de gases, cebado).c) De tiempo (esquema de voladura, tiempos de retardo y secuencia de iniciación o salida).
2.-PARAMETROS DE LA VOLADURA DE BANCOSBURDEN.- Es la distancia minina desde el eje de la primera fila al frente libre (distancia que ofrece
menor resistencia a la cara libre mas cercana)ESPACIAMIENTO.- Es la distancia entre taladros adyacentes de una misma fila. Estas variables
dependen básicamente del diámetro del taladro de la broca, de las propiedades de las rocas y de los explosivos, de la altura de banco y del grado de fragmentación y desplazamiento del material deseado.
SOBRE/PERFORACION.- Es la longitud del taladro por debajo del nivel del piso que se necesita para romper la roca a la altura del banco y lograr una fragmentación y desplazamiento adecuado que permita al equipo de carguío alcanzar la cota de excavación prevista.
TACO.- Es la longitud del taladro que en la parte superior se rellena con un material inerte y tiene la misión de confinar y retener los gases producidos en la explosión y también para permitir que se desarrolle por completo el proceso de fragmentación de la roca.
FORMULAS DE CÁLCULO PARA DISEÑO DE VOLADURA DE BANCOS
124
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
21
L) · (D ·K B
½ L) · (D B
3.1.- ANDERSEN (1952)
B: Burden (pies)D: Diámetro del taladro (pies)L: Longitud del taladro (pies)K: Constante empírica
Como en muchos casos se obtuvo buenos resultados haciendo K = 1; y tomando el diámetro del taladro en pulgadas, la expresión anterior quedaba en la práctica como:
D: Diámetro del taladro (pulg.)
Esta fórmula no toma en cuenta las propiedades del explosivo ni de la roca. El valor del Burden aumenta con la longitud del taladro, pero no indefinidamente como sucede en la practica.
3.- PRINCIPALES FORMULAS PARA CALCULAR LOS PARAMETROS
125
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
50
··· 8,03,03,0 DILRB V
2
1
3 ··10·
RTPD
DKB V
2.- FRAENKEL (1952)
B: Burden (m)L: Longitud del taladro (m)I: Longitud de la carga (m)D: Diámetro del taladro (mm)RV: Resistencia a la voladura, oscila entre 1 y 6 en función del tipo de rocaRocas con alta resistencia a la compresión (1.5)Rocas con baja resistencia a la compresión (5)En la práctica se emplean las siguientes relaciones simplificadas:
B: Burden máximo (m)Kv: Constante que depende de las características de las rocas (0.7 a 1.0)D: diámetro del taladro (mm)PD: Presión de detonación del explosivo (Kg/cm2)RT: Resistencia a la tracción de la roca (Kg/cm2)
126
3.- PEARSE (1955)
B se reduce a 0.8 B < 0.67 L. I se toma como 0.75 L. S debe ser menor de 1.5 B.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
n
RTPDD
B
1
4
2/2log
log
d
DRTPD
nO
3/1eVDg
4.- HINO (1959)
B: Burden (m)D: Diámetro de taladro (mm)PD: Presión de detonación (kg/cm2)RT: Resistencia dinámica a tracción (kg/cm2)N: Coeficiente característico que depende del binomio explosivo-roca y que se calcula a partir de voladuras experimentales en cráter
o: Profundidad optima del centro de gravedad de la carga (cm), determinada gráficamente a partir de los valores de la ecuación:
d: Diámetro de la carga de explosivo,Dg: Profundidad del centro de gravedad de la carga
: Relación de profundidades Dg / Dc
Dc: Profundidad crítica al centro de gravedad de la carga : Constante volumétrica del cráterVe: Volumen de la carga usada.
127
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
u
gtDPD
u
gimpulsoB
rr ·
···
··
·max
12)(·
)(pulgDK
piesB B
5.- ALLSMAN (1960)
Bmax : Burden máximo (m)PD: Presión de detonación media (N/m2) t: Duración de la presión de detonación(s)π: 3,1416 r: Peso especifico de la rosa (N/m3)u: Velocidad mínima que debe impartirse a la rosa (m/s)D: Diámetro del taladro (m)g: Aceleración de la gravedad (9.8 m/s)
“KB”: depende de la clase de roca y tipo de explosivo empleado
6.- ASH (1963)
128
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TABLA A.1
Profundidad de taladro L = KL· B
(KL entre 1,5 y 4)
Sobreperforación J = KJ· B (KJ entre 0,2 y 0,4)
Taco T = KT· B (KT entre 0,7 y 1)
Espaciamiento S = KS·BKS = 2.0 para iniciación simultaneaKS = 1.0 para taladros secuenciados con mucho retardoKS = entre 1.2 y 1.8 para taladros secuenciados con pequeño retardo
129
BLANDA MEDIA DURA
Baja densidad (0,8 a 0,9 g/cm3) y baja potencia 30 25 20Densidad media (1,0 a 1,2 g/cm3) y potencia media 35 30 25Alta densidad (1,3 a 1,6 g/cm3) y alta potencia 40 35 30
TIPO DE EXPLOSIVOCLASE DE ROCA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
)/·(·
·
33 BSfC
PRPDB e
máx
7.- LANGEFORS (1963)
Langefors y Kihlstrom proponen la siguiente expresión para calcular el valor del Burden máximo “B máx”.
Bmáx: Burden maximo (m)D: Diámetro del taladro (mm)C: Constante de la roca (calculada a partir de c)f: Factor de fijación
BARRENOS VERTICALES
130
f = 1 BARRENOS INCLINADOS 3:1
f = 0,9 BARRENOS INCLINADOS 2:1
f = 0,85
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
La constante “c” es la cantidad de explosivo necesario para fragmentar 1 m3 de roca, normalmente en voladuras a cielo abierto y rocas duras se toma c = 0.4.Ese valor se modifica de acuerdo con:El burden práctico se determina a partir de:
Donde:
H: Altura de banco (m)e´: Error de embollique (m/m)db: Desviación de los taladros (m)
S/B: Relación espaciamiento/burdenρe: Densidad de carga (Kg/dm3)PRP: Potencia relativa en peso del explosivo (1 – 1,4)
HdeBB b ·'max
131
mB 154,1 75,0cCmB 4,1
cBC /07,0
7.- LANGEFORS (1963)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
8.- HANSEN (1967)
Hansen modificó la ecuación original propuesta por Langefors y Kihlstrom, llegando a la siguiente expresión:
32 ·5,1·4,0·5,1028,0 BB
HFB
B
HQ rb
132
TIPO DE ROCA Fr RC RT
(Kg/m3) (Mpa) (Mpa)I 0.24 21 0II 0.36 42 0.5III 0.47 105 3.5IV 0.59 176 8.5
Qb: Carga total del explosivo por taladro (Kg)H: Altura de banco (m)B: Burden (m)Fr: Factor de roca (Kg/m3)
Los factores de roca “F r” se determinan a partir de la siguiente Tabla
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Consumo especifico del explosivo (0.4 kg/m 3)Carga total de explosivo por taladro (kg)
Concentración lineal de carga (Kg/m)Longitud de carga (m)
I = H – B + B/3 S = B
9.- UCAR (1972)
La formula desarrollada es:
B: Burden (m)H: Altura de banco (m)q : concentración de carga (Kg/m)
El valor de “B” se obtiene resolviendo la ecuación de segundo grado anterior.Las hipótesis de partida de este autor son:
0·3·2·5,1 2 qHqBHB
133
.···4,0 HSBQb
2)36/(Dq e
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
33,0
··15,3
r
edB
10.- KONYA (1972)
B: Burden (pies)D: Diámetro de la carga (pulg.)ρe: Densidad de explosivoρr: Densidad de la roca
El esparcimiento se determina a partir de las siguientes expresiones:Taladros de una fila instantáneos.
BH 4
•Taladro de una fila secuenciados.
Roca masiva T=BRoca estratificada T=0,7B
8
7BHS
134
BH 4
BS 4,1
BH 4
32BH
S
BH 4 BS 2
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
11.- FOLDESI (1980)
El método Húngaro de cálculo propuesto por Foldesi y sus colaboradores es el siguiente:
CEmDB e
···88,0
B: Burden (m)D: Diámetro del taladro (mm)ρe: Densidad del explosivo en el taladro (Kg/m3)CE: Consumo especifico de explosivo (Kg/m3)
39,1)·(
693,01
2
LnRCVDLnm
e
VD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s)RC: Resistencia a compresión de la roca (MPa)
135
En el caso de secuencias instantáneas se toma 2,2 < m < 2,8; y para secuencias con microretardos 1,1 < m < 1,4
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Otros parámetros son:
Espaciamiento
Distancia entre filas
Taco
Siendo la “ρS” la densidad del material de taco en el taladro
Sobreperforación
s
e
VCVDB
T
··
·265,1
BmS ·
136
BB f ·2,1
BJ ·3,0
11.- FOLDESI (1980)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
12.- PRAILLET (1980)
A partir de la formula de Oppenau propone la siguiente expresión:
0·10
)··(4000
··4,2)··(
22
23
RC
DTJHVD
DKHB
Be
137
B: Burden (m) S=BH: Altura de banco (m)K: Constante (12.5 para excavadora de cables y 51 para dragalina)ρe: Densidad de explosivoVD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s)J: Sobreperforación (m)T: Taco (m)D: Diámetro del taladro (mm)RC: Resistencia a compresión de la roca (Mpa)
El valor de “B” no puede determinarse directamente, por lo cual es necesario disponer de una computadora para cálculo por aproximaciones sucesivas.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
13.- LOPEZ JIMENO (1980)
Modificó la formula de Ash, incorporando la velocidad sísmica del macizo rocoso, por lo que resulta:
B: Burden (m)D: Diámetro del taladro (pulg.)F: Factor de corrección en función de la clase de roca y tipo de explosivos
F= fr · fe33,0
·
3500·7,2
VCf
rr
33,0
2
2
3660·3,1
·
VDf ee
ρr: Densidad de la roca (g/cm3)VC: Velocidad sísmica de propagación del macizo rocoso (m/s)ρe: Densidad de la carga de explosivo (g/cm3)VD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s)
La formula indicada es valida para diámetros entre a 165 y 250 mm. Para taladros más grandes el valor del burden se afectará de un coeficiente reductor de 0.9
FDB ··76,0
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
14.- KONYA (1983)
dBr
e ·5,12
B: Burden (pies)ρe: Densidad de explosivoρr: Densidad de la rocad: Diámetro de la carga (pulg.)
Otras variables de diseño determinadas a partir del Burden son:
- Espaciamiento (pies)
Taladros de una fila instantáneos:
32BH
S
• Taladros de una fila secuenciados:
87BH
S Taco (pies) T= 0,7 B
Sobreperforación (pies) J= 0,3 B
BH 4
139
BH 4 BS 2
BH 4
BH 4 BS 4,1
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
15.- BERTA (1985)
La expresión que utiliza el autor es:
CEdB e
·4
·
B: Burden (m)d: Diámetro de la carga (m)ρe: Densidad del explosivo (kg/m3)CE: Consumo especifico de explosivo (kg/m3)Para la determinación de “CE” se emplea la siguiente ecuación:
···
·
321 nnn
gCE sf
gf: Grado de fracturación volumétrica (m2/m3). Supone que gf = 64 / M, donde M es el tamaño máximo de fragmento en metros.εs:Energía especifica superficial de fragmentación(MJ/m2)ε : Energía especifica del explosivo (MJ/Kg)n1: Característica del binomio explosivo/rocan2: Característica geométrica de la cargan3: Rendimiento de la voladura, normalmente 0.15
140
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
A su vez, los valores de n1 y n2 se calculan a partir de:
2
2
1 )··()··(
1VCVDVCVD
nre
re
)1(
1/2
ee
n dD
VD: Velocidad de detonación del explosivo (m/s)VC: Velocidad de propagación de las ondas en la roca (m/s)ρr: Densidad de la roca (Kg/m3)D: diámetro del taladro (m)
y
15.- BERTA (1985)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
16.- BRUCE CARR (1985)
El método propuesto por Carr incluye los siguientes cálculos:
* IMPEDANCIA DE LA ROCA
000,1··31,1VC
Z rr ρr: Peso especifico de la rosaVC: Velocidad sísmica de la roca (pies/s)
* PRESIÓN DE DETONACIÓN DEL EXPLOSIVO:
1·8,0000,1
··418,02
e
e
VD
PD
ρe: Densidad de explosivoVD: Velocidad de detonación del explosivo (pies/s)
* CONSUMO ESPECIFICO CARACTERÍSTICO
* ESPACIAMIENTO ENTRE TALADROS
d: Diámetro de carga (pulg.)
Burden B = S · 0,833Taco T = BSobreperforación J = (0,3 – 0,5) · S
PDZ
CEC r
142
CECd
S e2·
3
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
16.- OLOFSSON (1990)
Olofsson a partir de la fórmula de Langefors, propone la siguiente expresión simplificada:
321 ···· RRRqKB fmáx
Donde: K = Constante que depende del tipo de explosivo: Explosivos gelatinosos.........................1,47 Emulsiones...........................................1,45 ANFO....................................................1,36qf = Concentración de la carga de fondo del explosivo elegido (Kg./m).R1 = Factor de corrección por inclinación de los taladros.R2 = Factor de corrección por el tipo de roca.R3 = Factor de corrección por la altura del banco.
Los factores de corrección R1 y R2 se determinan para las diferentes condiciones de trabajo con las siguientes tablas:
143
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TABLA 2
Inclinación ∞;1 10:1 5:1 3:1 2:1 1:1
R1 1 0,96 1 1 1 1.1
TABLA 1
Constante de roca C 0,3 0,4 0,5
R2 1 0,96 1
Cuando la altura de los bancos satisface H<2Bmax y los diámetros de perforación son menores de 102 mm el valor de R3 se obtiene con la expresión:
13
2
16,016,1H
HR
Donde:
H1 = Altura del banco actual.H2 = Altura de banco=2Bmax(H2>H1)
Para calcular el burden práctico se aplica la misma fórmula que en el método de Langefors
144
16.- OLOFSSON (1990)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
17.- RUSTAN(1990)
La fórmula del Burden para minas a cielo abierto es:
689,0·1,18 DB (+52% Valor máximo esperado y -37% para el valor mínimo)
Donde:
D = Diámetro de los taladro (entre 89 y 311mm)
Esta fórmula se obtuvo por análisis de regresión a partir de una población de 73 datos , con un coeficiente de correlación de r=0,78.
Para minas subterráneas, a partir de 21 datos reales, la fórmula del Burden es:
630,0·8,11 DB (+40% Valor máximo esperado y -25% para el valor mínimo)
Siendo:
D = Diámetro de los taladros (entre 48 y 165mm) y el coeficiente de correlación r=0,94
145
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURAS EN BANCO
DIAMETRO DEL TALADRO (m)
Valor del burden en función del diámetro (Rustan 1990)
146
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
17.- COMEAU(1995)
A partir de la teoría que denomina ANT-ERF (A New Theory of Explosive Rock Fragmentation), propone la siguiente expresión:
6,2
2
1
6
2
2tan10·8
····
D
d
TL
l
RC
KDKVDB rbe
Donde: B = Burden (m)ρe = Densidad del explosivo (kg/m3).VD= Velocidad de detonación del explosivo (m/s).Kb = Factor de roca adimensional relacionado con el diámetro de la roca
triturada (>1)Kr = Factor de roca adimensional relacionado con la densidad y otras
características. d = diámetro de la carga de explosivo (m).D = Diámetro del taladro (m)RC= Resistencia a la compresión de la roca (Mpa)θ = Ángulo de rotura.l = Longitud de la carga del explosivo.L = Longitud del taladro (m)T = Taco de (m)
147
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
18.- ROY Y SINGH(1998)
A partir de voladuras efectuadas en más de 50 minas en la India, en diferentes condiciones de trabajo, estos autores proponen las siguientes fórmulas:
C
q
RQDD
dHB l37,0
93,5··
RQDC
qS l 1
·43,1
Donde:
B = Burden (m).S = Espaciamiento (m).H = Altura de banco (m).d = Diámetro de la carga del explosivo (mm).D = Diámetro del taladro (m).RQD = Rock Quality Designation.ql = Densidad de lineal de carga.C = Factor de carga (kg/m3).
148
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
7. VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
149
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA DE BANCOS
Para entender mejor lo que se expone, se ilustra los términos más usuales en la voladura de bancos. En la siguiente figura.
PARÁMETROS DE LA ROCA
• Los parámetros de la roca, que deben considerarse para comprender el proceso de voladura, son: densidad, velocidad de propagación, impedancia, absorción de energía, resistencia a la compresión, tenacidad, y estructura.
• Las clases prácticas para conocer y caracterizar las rocas son:
Ser un buen geólogo. Ser un buen perforista.
150
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
NOMENCLATURA DE VOLADURA DE BANCOS
151
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PARAMETROS DE DISEÑO DE UN TALUD EN MINERÍA SUPERFICIAL
152
CONTRATISTAS SAC
INTERACCION DE EVENTOS T1 A T4 EN LA VOLADURA DE UN BANCO
153
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FENOMENOS CAPTADOS DE IMÁGENES VIDEOGRAFICOS
154
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EFICIENCIA DEL EXPLOSIVO(Creación de una red de fracturas)
• Ecuación 1
Donde: EPT = Término para performance del explosivo (por sus siglas en ingles)ρ
e = Densidad del explosivo en gm/cc
VR= Velocidad sónica en la roca (km/s)
D = Velocidad de detonación (km/s)R = Ratio de desacoplamiento (volumen del taladro/volumen del explosivo)E = Rendimiento máximo del explosivo calculado en (kcal/g)
Donde EM = Valor no-ideal, ET= Teórico
e
e
TEE
RI
VD
V
DI
D0.36EPT
M
R2
R
2
2
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VELOCIDAD SÓNICA
Ecuación 2.
Donde: VP =Velocidad sónica de la rocaE = Modulo de Elasticidad del Youngθ = Densidad de la roca, g/ccγ = Ratio de Poisson
21
I2-I
-IE VP
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA DE BANCOS
Hacer de Geólogo ayudará a caracterizar mejor el macizo rocoso, la presencia de zonas de debilidad tales como fallas, cavidades de solución o zonas de roca incompetente, muestras de roca fresca pueden ser usados para determinar la dureza y densidad.
Hacer de un perforista observador, puede ser también de gran ayuda para determinar las variaciones de la roca que no se muestran en la superficie. Ejemplo:
• Baja penetración, excesivo ruido y vibración, indican que la roca es dura y será difícil fragmentarla.
• Penetración rápida y perforadora quieta indica que es una roca suave.• Falta de resistencia a la penetración, acompañado por falta de detritus y aire,
indica que es una zona de vacíos.• Falta de detritus, aire y agua, indican también que existen zonas de grietas
subterráneas.• también es posible controlar el color y naturaleza de los detritus para saber
sobre que material se esta perforando.
157
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA
• Diseño de un taladro y una malla de taladros
• Factor de carga
• Consideraciones geológicas y topográficas
• Diseño del secuenciado
• Carguío de taladros
• Problemas comunes en el rendimiento de las voladuras
158
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FRACTURAMIENTO Y FRAGMENTACIÓN
Fracturado / Fragmentado
159
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Dinámico
Gas
Movimiento
PROCESO DE FRACTURAMIENTO
160
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
A - Cráter B - Banco
C – Fondo libre D – Bolones
AUMENTO DE CARAS LIBRES
161
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ATRIBUTOS
• Existencia de 2 caras libres
• Taladro paralelo a la cara libre
• Taladros múltiples
• Tipo de voladura mas utilizado
PORQUÉ SE UTILIZA ESTA TÉCNICA?
• Es fácil perforar taladros verticales
• La cara libre permite fácil rotura
• Bajo costo de voladura
VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA
162
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
L = Altura de banco
H = Profundidad de taladro
B = Burden
S = Espaciamiento
J = Sobreperforación
T = Taco
PC =Columna de carga
TERMILOLOGÍA
163
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PARAMETROS DE LA VOLADURA
164
CONTRATISTAS SAC
FACTOR DE BURDEN
KB= 30(SGex/1.4)1/3(160/Wtrk)1/3
Rango del KB
25-35
SGex = Peso especifico del explosivo (g/cm3)
Wtrk = Unidad de peso de roca por volumen (lb/pies3)
B = dx x KB
dx = Diámetro del explosivo
ECUACIÓN DE ASH
RELACIÓN DE ESPACIAMIENTO DE ASH
S = B x (1.4 to 2)165
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO
ABIERTO UTILIZANDO ANFO
Densidad de ANFO = aprox. 0.8 g/cm3
Gravedad Especifica de roca: 2.5
• Factor de carga = 1 lb/yd3 (0.6 kg/m3)
• Alto → Fragmentos pequeños
• Bajo → Fragmentos grandes
• Altura de banco = 100 a 120 x Diámetro de taladro
• Ejemplo. 4 pulg de taladro => 33 a 40 pies de altura de banco
• Ejemplo. 10 pulg de taladro => 80 a 100 pies de altura de banco
166
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ALTURA DE BANCO PEQUEÑO
• Muy rígido
• Pobre rotura
• Bajo factor de carga
• Salida del taco
• Rocas volantes
167
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ALTURA DE BANCO MUY GRANDE
• Difícil de perforar
• Desviación de taladro
• Burden y espaciamiento variable
• Rocas volantes
• Sobre tamaños
• Toes ó repies
168
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ALTURA DE BANCO NORMAL
Altura de banco necesita que
sea aprox. 4 veces Burden.H = 4B
B
(Según ASH)
169
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Burden = 24 x Diámetro del taladro
Ejem. 4 pulg. → 8 pies Burden
Espaciamiento = 36 x Diámetro de taladro
Ejem. 4 pulg. → 12 pies de espaciamiento
ATACADO
Utilizar de preferencia roca chancada Taco = 0.7 a 1.4 x BurdenTamaño de roca = 1/8 del diámetro de taladro
Ejem. 4 pulg de taladro => 8 pies de 1/2 pulg. de roca chancada
170
ALTURA DE BANCO NORMAL
(Según ASH)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Sobreperforación = 1/3 x Burden
Nota: Si el fondo de banco se encuentra sobre un estrato, no requiere
Sobreperforación
SOBREPERFORACIÓN
Ejem. 4 pulg. taladro => 8/3 pies
(3pies) de Sobreperforación
171
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
6 pulg de diámetro de taladro en una cantera
Altura de banco 60 pies
Burden 12 pies
Espaciamiento 18 pies
Taco 12 pies de ¾ pulg
Sobreperforación 4 pies
EJERCICIO
172
CONTRATISTAS SAC
mkgdPE
W /1277
2
pielbdpW /34.0 2
3/ cmgdensidadp
Utilizar tabla de fabricante de explosivos
Donde:
173
DENSIDAD DE CARGA (Kg/m)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 174
Pulgada mm 0.52 0.64 0.78 0.85 0.90 0.96 1.00 1.05 1.10 1.17 1.20 1.25 1.30 1.32 1.33 1.34 1.351 25 0.26 0.32 0.40 0.43 0.46 0.49 0.51 0.53 0.56 0.59 0.61 0.63 0.66 0.67 0.67 0.68 0.68
1.1/2 38 0.59 0.73 0.89 0.97 1.03 1.09 1.14 1.20 1.25 1.33 1.37 1.43 1.48 1.50 1.52 1.53 1.541.3/4 44 0.81 0.99 1.21 1.32 1.40 1.49 1.55 1.63 1.71 1.82 1.86 1.94 2.02 2.05 2.06 2.08 2.09
2 51 1.05 1.30 1.58 1.72 1.82 1.95 2.03 2.10 2.23 2.37 2.43 2.53 2.63 2.68 2.70 2.72 2.742.1/2 64 1.65 2.03 2.47 2.69 2.85 3.04 3.17 3.33 3.48 3.71 3.80 3.96 4.12 4.18 4.21 4.24 2.28
3 76 2.37 2.92 3.56 3.88 4.10 4.38 4.56 4.79 5.02 5.34 5.47 5.70 5.93 6.02 6.07 6.11 6.163.1/2 89 3.23 3.97 4.84 5.28 5.59 5.96 6.21 6.52 6.83 7.26 7.45 7.76 8.07 8.19 8.26 8.32 3.38
4 102 4.22 5.19 6.32 6.89 7.30 7.78 8.11 8.51 8.92 9.49 9.73 10.13 10.54 10.70 10.78 10.86 10.944.1/2 114 5.34 6.57 8.00 8.72 9.23 9.85 10.26 10.77 11.29 12.01 12.31 12.83 13.34 13.54 13.65 13.75 13.85
5 127 6.59 8.11 9.88 10.77 11.40 12.16 12.67 13.30 13.93 14.82 15.20 15.83 16.47 16.72 16.85 16.97 17.105.1/2 140 7.97 9.81 11.36 13.03 13.80 14.71 15.33 16.09 16.86 17.93 18.39 19.16 19.93 20.23 20.39 20.54 20.69
6 152 9.49 11.67 14.23 15.51 13.42 17.51 18.24 19.15 20.07 21.34 21.89 22.80 23.71 24.08 24.26 4.44 24.636.1/2 165 11.13 13.70 16.70 18.20 19.27 20.55 21.41 22.48 23.55 25.05 25.69 26.76 27.83 28.26 28.47 28.69 28.90
7 178 12.91 15.89 19.37 21.10 22.35 23.84 24.83 26.07 27.31 29.05 29.79 31.04 32.28 32.77 33.02 33.27 33.527.1/2 191 14.82 18.24 22.23 24.23 25.65 27.36 28.30 29.93 31.35 33.35 34.20 35.63 37.05 37.62 37.91 38.19 38.48
8 203 16.86 20.75 25.29 27.56 29.19 31.13 32.43 34.05 35.67 37.94 38.92 40.54 42.16 42.81 43.13 43.46 43.789 229 21.34 26.27 32.01 34.89 36.94 39.40 41.04 43.10 45.15 48.02 49.25 51.30 53.36 54.18 54.59 55.00 55.41
9.7/8 251 25.69 31.62 38.54 42.00 44.47 47.44 49.41 51.88 54.35 57.81 59.29 51.76 64.24 65.22 65.72 66.21 66.7110.5/8 270 29.75 36.61 44.62 48.62 51.48 54.91 57.20 60.06 62.92 66.93 68.64 71.50 74.36 75.31 76.08 76.65 77.22
11 279 31.88 39.24 41.82 52.11 55.18 58.86 61.31 64.38 67.44 71.73 73.57 76.64 79.71 80.93 81.54 82.16 82.7712.1/4 311 39.54 48.66 59.31 64.63 68.43 73.00 76.04 79.84 83.64 88.86 91.25 95.05 98.85 100.37 101.13 101.89 102.65
15 381 59.28 72.97 88.93 96.91 102.61 109.00 114.01 119.71 125.41 133.39 135.81 142.51 148.21 150.49 151.63 152.77 153.91
DENSIDAD DEL EXPLOSIVODIAMETRO DE
COLUMNA
DENSIDAD DE CARGA DE EXPLOSIVOS Y AGENTES DE VOLADURA
Expresado en Kg de explosivo por metro lineal de taladro.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• 50/50 Mezcla de Emulsión • 6 pulg. de taladro• 50 pies de columna de carga
pielbW /625.1341.0 2
lbWtTotal 765503,15
PROBLEMA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO ABIERTO UTILIZANDO EMULSIONES Y MEZCLAS
Densidad = aprox. 1.2 g/cm3
Burden = 30 x Diámetro de taladro
Ejem. 4 pulg → 10 pies de Burden
Espaciamiento = 42 x diámetro de taladro
Ejem. 4 pulg → 14 pies de espaciamiento
176
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TIPOS DE MALLAS
O O O
O O O
O - s - O O B O O O
O O O
O O O
ALTERNA
CUADRADA RECTANGULAR
177
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TACOS INTERMEDIOS
Taladro seco, usar 6 x diámetro de taladro
Taladro con agua, usar 12 x diámetro de taladro
Ejem. Seco 4 pulg → 2 pies de taco intermedio
Ejem. Húmedo, 4 pulg → 4 pies de taco intermedio
178
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DEL TIEMPO DE RETARDO ENTRE TALADROS ES CRÍTICO
• Permite que la roca salga afuera.
• Provee una nueva cara libre.
• Determina la dirección del movimiento.
• Reduce vibraciones del terreno.
• Controla la salida según lo que uno diseña.
• Controla la fragmentación.
179
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DETERMINA LA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO (1)
4 3 2 1
1 2 3 4
180
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DETERMINA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO (2)
181
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (1)
1 TALADRO
2 TALADROS
1 1
1 2
X
2 X
X
182
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (2)
UN TALADRO
X
BURDEN GRANDE
> X
FUERA DE SECUENCIA 2 1
?
183
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EFECTO SOBRE LAS VIBRACIONES DE TERRENO
• Retardo optimo para una mínima vibración
Medir la ubicación especifica
Frecuencias antiresonantes
Puede no ser optimo para la fragmentación
184
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EFECTO DE TALADRO A TALADRO SOBRE LA FRAGMENTACIÓN Y SALIDA
• Sin retardo.
Buena salida
Mala fragmentación
• Retardo de periodo corto (3-5) ms/m de burden.
Buena salida
Buena fragmentación
• Retardo de periodo largo.
Mala salida
Buena fragmentación
185
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
REGLAS GENERALES PARA RETARDOS MINIMOS
• Taladro a Taladro
3 ms por metro de burden
• Fila a Fila
10 ms por metro de burden
186
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EJEMPLO (1)
Burden? 2.5 m
100 mm de taladro ANFO
Así, no hay problema para pequeños diámetros
Espaciamiento 3.5 m
Retardo de taladro 9 ms min.
Retardo de fila a fila 25 ms min.
187
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EJEMPLO (2)
Burden? 7.5 m
300 mm taladro ANFO
Así, existe problemas poetciales para diámetros grandes
Espaciamiento 10.5 m
Retardo de taladro a taladro 24 ms min.
Retardo fila a fila 75 ms min.
188
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 189
FILAS RECTAS
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
Cara Libre
RETARDO SECUENCIADO (1)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Salida V
O4 O2 O1 O2 O4
O6 O4 O3 O4 O6
O8 O6 O5 O6 O8
RETARDO SECUENCIADO (2)
190
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Salida en Echelon
O1 O2 O3 O4 O5
O3 O4 O5 O6 O7
O5 O6 O7 O8 O9
RETARDO SECUENCIADO (3)
191
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 192
8. PROBLEMAS COMUNES EN VOLADURA DE ROCAS
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROBLEMAS COMUNES EN LAS VOLADURA
Patas, toes, repies
Rotura hacia atrás
Sobretamaños
Tiros cortados
Presencia de agua
Excavación del escombro
Rocas volantes
193
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PATAS, TOES, RESPIES
Muy grande el Burden en el pie de banco
Energía insuficiente en el fondo del taladro
Mala perforación
Tiros fallados
194
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ROTURA HACIA ATRAS
Retardo insuficiente en la ultima fiIa.
Mucha carga en la última fila.
Voladura mal orientada según su geología.
“Considerar el uso de Precorte”.
195
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RETARDO INSUFICIENTE EN LA ÚLTIMA FILA
196
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Mucha carga en al última fila• Voladura mal orientada a su geología
197
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SOBRETAMAÑOS
• Factor de carga muy bajo
• Discontinuidad de rocas
• Diámetros muy grandes
• Tiros cortados
• Deficiente perforación
198
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TIROS CORTADOS
PRINCIPALES CAUSAS
– Voladura no activada totalmente
– La roca se ha movido según su
buzamiento
199
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRESENCIA DE AGUA
FUENTES
• Agua superficial por lluvias
• De las rocas como
• Bombeo de agua de los taladros
• Uso de mangas
• Cargar con explosivos resistentes
al agua
200
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 201
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DEFINICIÓN: Cualquier roca de voladura que va donde no debería
CAUSAS• Collar.
– Taco insuficiente.– Columna de carga hasta el cuello.– Retardo muy corto entre taladros que salen fuera de la secuencia.
• Cara libre.– Desviación del taladro, cerca de la cara libre.– Burden inadecuado.
ROCAS VOLANTES “FLYROCKS”
202
CONTRATISTAS SAC
CAUSAS DE PROYECCIÓN DE ROCAS Y COMO EVITARLAS
203
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 204
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Mal alineamiento de taladro
Cara Libre
(Burden insuficiente en pie de banco)
205
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Excesivo Factor de Carga
Mal alineamiento de taladro
Cara Libre
206
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Taco pequeño
207
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Insuficiente distancia en la cresta
208
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Atacado adicional sin confinar
209
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Existencia de estrato suave
210
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTROL DE ROCA VOLADORA
Tacos intermedios
211
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Existencia de cavidad
212
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTROL DE ROCA VOLADORA
Tacos intermedios
213
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
9. TÉCNICAS DE CARGUÍO DE TALADROS
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
214
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CARGUÍO MANUAL
TÉCNICAS DE CARGUÍO DE TALADROS
215
CONTRATISTAS SAC
CARGUÍO MECANIZADO
TÉCNICAS DE CARGUÍO DE TALADROS
216
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CARGUÍO MANUAL
PRODUCTOS– Productos encartuchados– En mangas– Bolsas
IMPLICA– Productos transportables– Productos manipulables– Trabajo intensivo– Proceso lento
217
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CARGUÍO MECANIZADO
PRODUCTOS– Emulsión– ANFO– Mezclas
IMPLICA– Uso de camión con bombas– Puede ser posible con un solo
hombre– Rápido– Menos posibilidad de accidentes
218
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROCESO DE CARGUIO DE TALADROS
Chequear los taladros
Cebado
Carguío
Pequeños diámetros : ~ 50 mm
Medianos : 50-100 mm
Grandes diámetros: + 100 mm
Existen vacíos?
Atacado
219
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CHEQUEO DE LOS TALADROS
Examinar la cara libre
Revisar el parte de perforación (carguío)
Chequear cada taladro antes de cargar
Medir el taladro para:
Profundidad
Alguna obstrucción
Desviación del taladro
Presencia de agua
Bombeo del agua
Uso de explosivos resistentes al agua220
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CEBADO Selección del sistema de iniciación. Seleccionar el cebo (primer) compatible con el explosivo usado. Seleccionar el tamaño adecuado del cebo.
Booster HDP de ¼ D a más Slurry o Emulsión que tenga diámetro cercano al diámetro del taladro Se recomienda no usar dinamita con densidad de 1.5
REGLAS DE CEBADO
Las primeras deberían:
Ser armados/ensamblados en el momento de la carga
No deben ser golpeados
No hacer caer un cartucho de 4” sobre ellos en el taladro
221
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
INICIACIÓN INSUFICIENTE
Columna
de ANFO
Régimen de Velocidad Estable
Energía momentánea
Zona de baja velocidad
Velocidad de detonación (m/s)222
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
INICIACIÓN CORRECTA
Columna de ANFO
IniciadorEnergía momentánea
Régimen de Velocidad Estable
Zona de alta velocidad
Velocidad de detonación (m/s)223
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
METODOS DE CARGUÍO SON DIFERENTES PARA DIFERENTES DIAMETROS
• Pequeños diámetros – 50 mm o menores, productos encartuchados o carguío neumático.
“NO FUMAR”
• Diámetros medianos– 50-100 mm, explosivos encartuchados o ANFO en bolsas
• Grandes diámetros– 100 mm, a mas carguío mecanizado
224
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 225
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PEQUEÑOS DIAMETROS
• Iniciación del taladro en el fondo
• El cartucho cebo en el fondo debe tener el detonador mirando hacia la columna
• Correcta manera de insertar el detonador
• No rajar ni deformar el cartucho cebo
• El cartucho cebo tiene que ser compatible con el diámetro del taladro
• No atacar fuerte el cebo
• Carguío neumático en subterráneo.
226
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DIÁMETRO MEDIANO
• Agentes de voladura en bolsas, dinamitas , hidrogeles
y emulsiones encartuchados
• Cebo encartuchado
• Explosivos resistentes al agua o ANFO en manga,
cuando hay agua
• Ahora es posible utilizar camiones pequeños
227
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DIAMETROS GRANDES
• Cebo (primer) encartuchado hasta 150 mm Ø
• Primer debe ser un Booster HDP hasta 150 mm Ø
• Puede ser también un explosivo a granel
228
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
10. TÉCNICAS DE VOLADURA CONTROLADA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
229
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TÍPICO ESQUEMA DE VOLADURA DE CONTROL
230
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TECNICAS DE VOLADURAS CONTROLADAS • Para controlar los efectos de una voladura y minimizar los daños en la paredes finales,
conservando la calidad de la estructura rocosa.
• Se basa en el principio de producir una falla de tensión a lo largo de la fila de taladros de
contorno, tratando de evitar que la roca se rompa por compresión.
• Es decir la presión generada por la expansión de gases dentro del taladro no debe
sobrepasar la resistencia a la compresión de la roca.
Las técnicas mas conocidas son:
Perforación en línea (line drilling).
Precorte (presplitting)
Recorte o voladura suave (smooth/cushion blasting)
Voladuras amortiguadas ( buffer blasting).
Columna de aire (air deck blasting)231
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PERFORACION EN LINEA (LINE DRILLING)
• Es el mas antiguo y no es estrictamente una técnica de voladura, consiste en la
perforación de taladros a lo largo del contorno final.
• No son en general cargados con explosivos, pero si se cargan, solo se coloca
cordón detonante. La fractura en la fila de taladros se genera por el frente de
compresión causado por la voladura principal, generalmente se utilizan diámetros
no mayores a 76 mm (3”), con espaciamientos entre 1 a 4 veces el diámetro del
taladro.
• El espaciamiento depende del grado de fracturamiento existente en la roca. Se
acostumbra reducir el burden, espaciamiento entre un 25 a 50 % y el factor carga
de la fila de taladros de producción más cercana a la línea de control en un 50%.
232
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO TIPICO DE LINE DRILLING
233
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRECORTE (PRESPLITTING) (I)
• Consiste en generar una fractura en el contorno de la voladura, aislando así la roca a
fragmentar del resto del macizo rocoso.
• Los taladros se perforan con espaciamiento reducido, con su carga de explosivo
precalculado y se les detona simultáneamente antes que los taladros de producción.
• La fractura generada permitirá la disipación de la onda de compresión y de los gases
provenientes de los taladros de producción.
• Según la teoría de la elasticidad, asumiendo que la roca se comporta como un sólido
elástico y homogéneo, se pueden deducir las formulas que permiten el calculo del
espaciamiento entre taladros de precorte, de forma que crean una fractura de tensión
a lo largo de la fila de contorno.
• Las tensiones originadas por la detonación de un taladro pueden ser aproximadas al
caso de un tubo cilíndrico de espesor infinito.
234
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRECORTE (PRESPLITTING) (II)
• Es posible demostrar que las tensiones radiales y tangenciales a una determinada distancia del centro del tubo están dadas por:
Donde:σr y σt = Tensión radial y tangencial respectivamente.Pt = Presión de explosión dentro del taladro.rt = Radio del taladror = Distancia del centro del taladro al punto de medición.
2
r
rP ttr
2
r
rP ttt
235
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRECORTE (PRESPLITTING) (II)
• La tensión tangencial, será la más importante, ya que será responsable de
generar la fractura radial de tracción a lo largo del contorno de la voladura de
control. Integrando la ecuación que define la tensión tangencial, se puede
determinar la tensión tangencial total (σT) a lo largo de una línea radial, dada por:
ttT rP 2
236
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRECORTE (PRESPLITTING) (III)
• La fuerza (F) que resista la tensión tangencial total será el producto de la resistencia a
la tracción de la roca multiplicada por el área de aplicación de dicha tensión,
expresada por unidad de longitud:
• T es la resistencia a la tracción y S es el espaciamiento. Para que se genere una
fractura de tracción debe cumplir
Esto expresado en función del diámetro del taladro (Dt) será:
TrSF t )2(
TrSrP ttt )2(2
T
TPDS t
t
)(
237
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRECORTE (PRESPLITTING) (III)
• Esta ultima formula es mas efectiva en macizos rocosos homogéneos, para
calcular el espaciamiento optimo entre dos taladros de precorte una vez
conocido el diámetro del taladro.
• En precorte, es común utilizar taladros de pequeño diámetro que pueden
variar entre 50 a 100 mm, con espaciamientos entre 0.6 a 1.2 m y una
profundidad máxima de ~18m (60’).
• La tendencia actual es de utilizar el mismo diámetro de taladro que el
utilizado para la voladura de producción. Ello permite reducir costos, ya que
se puede utilizar un mayor espaciamiento.
238
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RECORTE (TRIM/CUSHION BLASTING)
• Consiste en hacer una sola fila de taladros y detonar después de la voladura de producción y tiene como objetivo cortar el material excedente en la pared del banco, hasta la línea final de excavación para mejorar su estabilidad.
• Se cargan con explosivos desacoplados y se llena con atacado el resto del taladro. El atacado atenúa la onda de compresión transmitida a la roca, minimizando así los cráteres y sobreroturas.
• Se detonan simultáneamente o con retardos de ms entre ellos, generalmente el
espaciamiento es de 12 a 15 veces el diámetro del taladro y de 0.6 a 0.8 veces el burden.
• El smooth blasting, es muy similar a la de recorte, con la diferencia de que el smooth blasting se dispara inmediatamente después de los taladros de producción utilizando los mismos parámetros.
239
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA AMORTIGUADA (BUFFER BLASTING) (I)
• Consiste en modificar la ultima fila de la voladura de producción reduciendo el burden, espaciamiento y concentración de carga explosiva, para amortiguar la acción de la onda de compresión proveniente de los taladros de producción en la pared del banco..
• El burden es de 0.5 a 0.7 veces el burden de producción y el espaciamiento 1.0 a 1.25 veces del burden amortiguado.
• El factor de carga es 0.5 a 0.8 veces que el de la producción.
240
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA AMORTIGUADA (BUFFER BLASTING) (II)
• La carga explosiva puede ser estimada utilizando la formula de distancia escalada.
Donde:
d = Distancia del fondo del taladro hasta el centro de gravedad de los primeros 8 diámetros de la carga en pies (m).
K = Distancia escalada, cuyo valor varia entre 3.5 a 4.5 pie/lb1/3. (1.39 a 1.78 m/kg1/3), generalmente 4 pie/lb1/3.W = Carga explosiva en lb (kg)
3/1WKd
• Esta técnica de todas maneras usa atacado.
241
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
COLUMNA DE AIRE (AIR DECK BLASTING) (I)
Fue enunciada por Melnikov y Marenko, académicos rusos, hace varias décadas, pero su experimentación y su aceptación es relativamente reciente. La diferencia fundamental a las otras técnicas es que una cantidad específica de explosivos es cargado solo en el fondo del taladro y la mayor parte del taladro queda vacío, pero sellado con un tapón de aire cerca al collar y con atacado.
Según Bussey, uno de los que iniciaron su aplicación “La onda de choque va hacia arriba y se refleja del taco y produce esfuerzos en el área circundante al taladro de 3 a 5 veces mas grande que donde hay carga”.
Estos esfuerzos aumentan por la presión de los gases de espacio entre carga y carga, puede quedar ocupado por aire, o rellenado por el detritus de la perforación o en su defecto por tierra suelta.
La decisión por cualquiera de las opciones anteriores, es función también de los resultados observados en el terreno.
242
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
COLUMNA DE AIRE (AIR DECK BLASTING) (II)
• CARGAS DE BAJA DENSIDAD ESPACIADAS
Generalmente se usa ANFO de baja densidad, que son espaciados por tacos intermedios de aire, detritus y/o tierra suelta, se diferencia del caso anterior por dos razones: Utiliza iniciación múltiple y sirve para diámetros de taladros medianos a grandes por razones de diámetro crítico de este ANFO.
• CARGA DE FONDO CON COLUMNA DE AIRE
Su uso es mas recomendable en terrenos competentes, ya que en terrenos fisurados, los gases que deben hacer el trabajo de corte, escapan prematuramente por las fisuras que se traducen en perdida de energía y dan pobres resultados. La carga de fondo generalmente es un agente de voladura tipo ANFO o hidrogel
243
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑOS DE CARGA EN TALADROS DE VOLADURA CONTROLADA EN FUNCIÓN AL DIÁMETRO
244
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
METODO DE CARGUÍO DE EXPLOSIVOS EN VOLADURA CONTROLADA LINEAS DESCENDENTES PUEDEN SER CORDON DETONANTE, NONEL, FULMINANTE
ELÉCTRICO O ELECTRÓNICO
245
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE CARGA UTILIZADOS EN TALADROS DE PRODUCCIÓN
(64 mm Ø con presencia de agua dinámica)
246
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE CARGA UTILIZADOS EN TALADROS DE PRECORTE
(64 mm Ø con presencia de agua)
247
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EJEMPLO DE VOLADURA CONTROLADA CON COLUMBA DE AIRE (DIÁMETRO DE TALADRO:250 mm)
248
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROPIEDADES DE LOS MACIZOS ROCOSOS
• Tienen bastante influencia tanto en el diseño como en los resultados de la voladuras de contorno. Las propiedades más importantes son:
– Las resistencias dinámicas a la tracción y compresión.– Nivel de alteración de la roca.– Grado de fracturamiento, espaciamiento de discontinuidades, orientación de la
fracturas y relleno de las mismas.– Tensiones residuales del macizo rocoso.– Grado de homogeneidad de la formación rocosa.
PARAMETROS QUE INTERVIENEN EN UNA VOLADURA CONTROLADA
249
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO
• La presión del taladro que es la presión ejercida por la expansión de los gases de detonación, cuanto menor será el daño a la pared final de la voladura. Esta presión es aproximadamente la mitad de la presión de detonación del explosivo.
Donde:
Pt = Presión del explosivo generado por lo gases dentro del taladro.
ρe = Densidad del explosivo.
VOD= Velocidad de detonación del explosivo.
8
)( 2VODePt
250
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO
Para reducir la presión dentro del taladro, se debe desacoplar y espaciar las cargas dentro del taladro, el grado de acople de una carga explosiva esta dada por:
Donde:CR= Relación de acoplamiento.De= diámetro de explosivo.Dt = diámetro del taladro.C= % del taladro cargado con explosivo.
t
eR D
DCC 2/1)(
251
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO
• La expresión matemática que determina la presión dentro del taladro de una carga
desacoplada esta basada asumiendo que la expulsión de los gases desde el
volumen inicial del explosivo hasta el volumen final del taladro es adiabática, por lo
tanto:
Donde:
Es la relación entre los calores específicos a volumen y a presión constante
respectivamente (Cv/Cp), asignándoles un valor típico de La relación entre
ambos resulta.
Constante)()( te PVPV
2.14.22
t
et
t
et D
DP
D
DPPtd
252
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
•Ptd, es la presión dentro del taladro desacoplado, entonces para
una carga explosiva desacoplada y espaciada, la expresión
matemática será:
PROPIEDADES DEL EXPLOSIVO
4.2
2/14.2)(
t
etRt D
DCPCPPtd
253
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRECISION EN LA PERFORACION
• La precisión en la perforación es mucho más importante que para cualquier otro
tipo de voladura.
• Los taladros deben encontrarse en el plano o superficie que se desea conseguir y
mantenerse paralelos en la distancia que ha sido fijada en los cálculos.
• Existen varias causas de desviaciones de los taladros y sus correctivos
correspondientes.
254
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
GEOMETRIA DE LA VOLADURA Y SECUENCIA DE INICIACION
Lo que se expone a continuación se refiere a las voladuras de precorte y recorte.
DIAMETRO DE PERFORACION
En los trabajos de banqueo, los diámetros de perforación más utilizados varían
entre 50 a 203 mm. Se ha comprobado que el radio del cilindro de la roca que
rodea al taladro que es afectado por la voladura es directamente proporcional al
diámetro del mismo, siempre se mantenga una relación constante entre su longitud
y diámetro.
255
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ESPACIAMIENTO Y PROFUNDIDAD
El espaciamiento entre los taladros de una voladura de contorno, depende del tipo
de roca y del diámetro de perforación, y aumenta conforme también aumenta el
diámetro.
En voladuras de precorte la relación “S/Dt” puede estar entre 8 y 12, con un valor
medio de 10. En voladuras de recorte, la relación “S/Dt” están entre 13 y 16, con un
valor medio de 15.
GEOMETRIA DE LA VOLADURA Y SECUENCIA DE INICIACION
256
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ESPACIAMIENTO Y PROFUNDIDAD
Una aproximación empírica que relaciona la dimensión de espaciamiento con las características del explosivo con o sin desacoplamiento y las propiedades dinámicas de las rocas en las voladuras de precorte, es la expresión que iguala la resistencia a la tracción de la roca a través del plano de corte con la presión ejercida por lo gases en las cañas de los taladros, suponiendo que estos actúan en un área equivalente al diámetro de dichos taladros.
Donde: S = Espaciamiento entre taladros. Dt = diámetro del taladro. Ptd = Presión dentro del taladro desacoplado. T = Resistencia a la tracción de la roca.
TDSDPtd tt )(
257
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ESPACIAMIENTO Y PROFUNDIDAD
Si las tensiones in-situ son altas, la ecuación anterior puede modificarse añadiendo las tensiones normales que actúan sobre el plano de precorte:
NN
T
TPtdS
)(
T
TPtdDS t
)(
258
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DENSIDAD LINEAL DE CARGA
• La densidad lineal de carga de explosivo, debe realizarse teniendo en cuenta las siguientes premisas:
• Producir una presión de taladro inferior a la resistencia dinámica a la compresión de la roca.
• Controlar el nivel de vibración generado en la voladura que induce unas tensiones en la roca susceptibles de producir roturas en la misma.
• Para el cálculo aproximado y rápido de la cantidad de explosivo necesario para diseñar una voladura de contorno, pueden emplearse las siguientes expresiones:
• Las ecuaciones anteriores son deducidas como valores promedios para
explosivos con una densidad de 1.2 g/cc y una roca con características también medias.
251 )(105.8)/( mmDmkgq t
130
)()/( 2 mmD
mKgq tN
259
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TIEMPOS DE RETARDO Y SECUENCIAS DE INICIACION
• Como ya se ha indicado, la aparición de una grieta a lo largo de una fila de
taladros, esta basada en el efecto casi simultaneo de la respectivas ondas de
choque, por ello los mejores resultados se obtendrán cuando los taladros estén
conectados a la misma línea de cordón detonante o iniciados con detonadores
del mismo numero ó periodo.
• Cuando por problemas de vibraciones, debe reducirse la cantidad de explosivo
detonado por unidad de tiempo, se puede intercalar retardos de ms entre
distintos grupos de taladros o iniciar cada grupo con un detonador de
microretardo de distinto numero ó periodo.
260
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EVALUACION DE RESULTADOS
• La evaluación de los resultados obtenidos en una voladura de contorno, puede hacerse de forma cuantitativa y cualitativa.
• La evaluación cuantitativa se basa en calculo del factor de cañas visibles “FCV”, que es el cociente entre la longitud de la cañas variables y la longitud perforada.
• pero para optimizar resultados es mas importante un análisis conjunto de la superficie obtenida para cada tipo de daño, que aparece y su posible origen y luego corregirlo con las soluciones existentes.
261
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA DE PRECORTE EN MINA A TAJO ABIERTO
262
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 264
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CLASE DE ROCAFACTOR DE CARGA
RECOMENDADO POR DISPARO (lb/yd3)
MÁXIMO AVANCE PERMITIDO DE TÚNELES
POR DISPARO (pie)
MÁXIMO AVANCE PERMITIDO EN BANQUEO
(pie)
1 3.7 12 No Max
2 3.5 7 – 9 14 – 18
3 3.0 6 – 7 12 – 14
4 1.7 4 – 5 8 – 10
5 1.3 4 8
ESPECIFICACIONES GENERALES PARA TÚNELES
266
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Formación de una cara libre a una distancia Bc del perímetro resultante de los taladros de producción
Rocas de mayor tamaño en la región del perímetro respecto a los taladros de producción
FORMACION DEL PERIMETRO CON PRECORTE EN SUBTERRANEO
267
CONTRATISTAS SAC
11. FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCIÓN
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Los modelos tradicionales usados para explicar los efectos de explosivo sobre la roca,
se han basado en roca intacta sin fracturas. Sin embargo, en la realidad el macizo
rocoso esta afectado por una serie de juntas y fracturas a causa de su naturaleza
geológica y tectónica sufrida.
Griffith (1924) ha mostrado que el inicio del fracturamiento de la roca esta relacionada
con la concentración de esfuerzos alrededor de las grietas existentes, y en el cual la
unión débil del material es la zona crítica del desarrollo del rompimiento de la roca.
FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION
269
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
También demostró que para la creación de nuevas grietas superficiales, las tensiones
disponibles ( σ ) deben satisfacer los requerimientos de energía dados por la expresión:
Donde: C, es la longitud de la grieta
FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION
Constante. 50C
270
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
•Una roca a ser volada, puede presentar tres tipos de grietas iníciales en las
paredes del taladro: microfracturas de Griffith, fracturas creadas por la perforación y
las juntas naturales de macizo rocoso.
•Las dos ultimas son generalmente las mas grandes en términos de abertura y
dimensión y por lo tanto ellas absorben la mayor parte de la energía liberada.
•Su orientación y espaciamiento con respecto a la posición del taladro gobierna el
tipo de fragmentación que resultará desde de las grietas iníciales generadas por la
acción de las ondas de tensión, a continuación se propagan las fracturas y el cruce
de ellas por la expansión de los gases del explosivo.
FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION
271
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Suponiendo la equivalencia de la longitud de las grietas y la dimensión del bloque es posible correlacionar estos conceptos con la Teoría de Comminucion de Bond expresada como:
Donde W es la energía liberada en una voladura, medida en KWh/t de roca fragmentada y S80 es el tamaño del 80% del producto pasante (Bond, 1959)
• Estos conceptos han sido aplicados para cuantificar la rotura de la roca diaclasada mediante voladuras, implicando tamaños representativos de bloques antes y después de la acción del explosivo. Da Gama & López Jimeno (1993) expresaron dicha relación como:
Donde: Sa y Sb son las dimensiones mas grandes de bloques y después y antes de la voladura
Constante. 5080SW
FUNDAMENTOS DE LA CONMINUCION
Constante.
50
SbSa
W
272
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• EFECTOS PRIMARIOS
• Características de la roca
• Factor de carga
• EFECTOS SEGUNDARIOS
• Distribución de explosivo (Ø)
• Tipo de explosivo (VoD, Densidad)
• Precisión de los retardos
• Los tiempos entre taladros
• Relación espaciamiento / burden
INFLUENCIA EN LA GRANULOMETRÍA
273
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Tamaño de los bloques
• Características de las fracturas
– Apretadas y llenadas con cuarzo
– Llenadas con material blando y suave
– Abiertas
• Dureza (resistencia a la compresión)
CARACTERÍSTICAS DE LA ROCA
274
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EL EFECTO DE LA ROCA
Proceso de quebramiento
275
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• La ecuación fundamental de Bond
EL EFECTO DE LA ROCA
276
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• En la ecuación de Bond. la energía E, es la del explosivo
FACTOR DE CARGA
277
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Contornos deiso-energía
Obtenido por software como 2DBench (JKSimBlast, Australia) y QEDPlus (Austin Powder)
DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
278
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 279
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
12. PREDICCIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN DE UN MACIZO ROCOSO
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
280
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
1. Fragmentación de un macizo rocoso por acción de un explosivo y sus
efectos principales.
2. Modelos de Predicción.
3. Métodos de Evaluación.
4. Técnicas de predicción de vibraciones utilizando JKSimblast
FRAGMENTACIÓN
281
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FRAGMENTACIÓN DESEADA
282
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FRAGMENTACIÓN EN LA PRÁCTICA
283
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FRAGMENTACIÓN NO DESEADA
284
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
• Predecir la fragmentación de rocas por la acción del explosivo, es complejo debido al
gran numero de variables controlables y no controlables.
• El diseño de una voladura esta basado normalmente en criterios empíricos, mediantes
formulas aproximadas y con programas informáticos pero con limitaciones de base física
y geomecánica.
• Una aproximación que correlaciona la energía liberada por el explosivo con la reducción
de tamaño del bloques a causa de la voladura, se basa en concepto de inicio de
fracturación y su propagación que permite reducir fragmentos.
285
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• El primer paso en la fragmentación total de la roca en un proceso minero es la
voladura, seguido por la trituración mecánica, cribado y molienda que reducen mas
el tamaño de los fragmentos.
• La alimentación a las trituradoras deben tener un tamaño máximo, cuando es mayor
se requiere la fragmentación secundaria, lo que es perjudicial en términos de tiempo,
costo e impacto ambiental.
• Por lo que, en la práctica, evitar la fragmentación secundaria es una medida de la
eficiencia de la voladura, así como del expertise de los ingenieros de voladuras.
FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
286
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
GRUPO VARIABLE
EXPLOSIVOSPresión de detonación, VoD energía mínima disponible, volumen de gases y densidad.
CARGA DE EXPLOSIVOS
Dimensiones de la carga (diámetro y longitud), tipo y punto de ubicación del iniciador, atacado y desacoplamiento.
PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO
Densidad, velocidad sísmica de propagación, absorción de la energía de tensión a compresión y tracción, variabilidad y estructuras.
TABLA 1 PRINCIPALES VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA VOLADURA
(Atchinson 1968)
287
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Otras variables de importancia son el numero de caras libres, el tiempo de retardo,
secuencia de encendido, la presencia de agua, etc.
• El modelo Kuz Ram (Cunningham, 1983), ha tenido alguna aceptación, sin embargo,
en macizos rocosos con diaclasamiento, no ha dado resultados fiables por lo que ha
sido modificado.
• Una propuesta es ampliamente aceptada, es considerar que el macizo rocoso esta
afectado por planos de fracturas y otras discontinuidades que actúan durante el
fenómeno de la fragmentación.
FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
288
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Para el diseño de una voladura, entonces debemos conocer la distribución de tamaños
de los bloques en que se divide el macizo rocoso para la aplicación correcta de la
energía del explosivo.
• Este concepto fue propuesto primero por Da Gama, (1977) y mas tarde adoptado por
otros como: Borquez (1981), Yang & Rustan (1983); Lande (1983); Klein (1990); etc.
• También otros autores como Ouchterlony describen diferentes técnicas para
determinar el tamaño de los fragmentos resultantes de la voladura.
FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
289
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• El proceso de fragmentación de la roca es totalmente complejo para
usar modelos teóricos.
• Modelos empíricos son útiles, fáciles, y producen predicciones rápidas
(pero son mas pedagógicos que precisos).
• Con datos reales, se pueden proveer tendencias confiables.
• Son herramientas buenas del ingeniero para mejorar la eficiencia de las
voladuras, pero indican tendencias más que resultados absolutos.
MODELOS DE FRAGMENTACIÓN
290
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Descripción gráfica de la variabilidad de los tamaños de los fragmentos quebrados
GRANULOMETRÍA
291
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ÍNDICE DE UNIFORMIDAD
292
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TAMAÑO PROMEDIO
293
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• Factores que afectan el nivel de energía y se relaciona con el tamaño
promedio
• Factores que afectan la distribución de la energía y se relaciona con el
Índice de Uniformidad
CLASIFICACIÓN DE PARÁMETROS
294
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
• RMD con valores 10 – 50,
F (débil y polvorosa, bloqueada, masiva)
• JF con valores 10 – 50,
F (espaciamiento de las fracturas)
• JO con valores 20 – 40
F (orientación de las fracturas)
ESTIMACIÓN DE FACTOR DE ROCA
Los factores JF y JO aplican solamente en roca con bloques
295
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MÉTODOS INCLUYEN:
Granulometría (análisis de las imágenes).
Granulometría (zarandeo).
Rendimiento de la pala (Dispatch).
Producción de la chancadora.
Producción del molino SAG.
Recuperación en la lixiviación.
MEDICIÓN DE FRAGMENTACIÓN
296
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RAZONES PARA MEDICIÓN:
– Para optimizar procesos en tajo (pala/camión).
– Para optimizar procesos globales (incluido planta).
OPTIMIZAR ACOPLAMIENTO PALA/CAMIÓN:
– % > 500 mm controla factor de llenado de cuchara.
– Método fotográfico es adecuado?
– Análisis de datos de Dispatch parece ser más relevante.
MEDICIÓN DE FRAGMENTACIÓN
297
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PERFORACIÓN: EL PRIMER GRAN PASO
298
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ÉXITO DE LA VOLADURA, PARTE DEL ÉXITO INDIVIDUAL
Típica malla triangular (Burden= b; Espaciamiento = s)
299
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ÉXITO DE LA VOLADURA, PARTE DEL ÉXITO INDIVIDUAL
Típica malla triangular (Burden= b; Espaciamiento = s)
300
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENERGÍA
• La desviación en la perforación, significa perder el control de la ubicación deseada/necesaria de los explosivos y de la cantidad requerida, en el macizo rocoso, “siendo el propósito de los taladros ubicar la energía del explosivo en el lugar adecuado”
• ecuación desarrollada por Kleine (1993)
301
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENERGÍA
Pérdida del control de los Niveles de Energía-Taladro.
302
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENERGÍA OPTIMIZADA PARA IMPLEMENTACIÓN
• Distribución de la energía en la cota a mitad del banco de un proyecto
303
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENERGÍA OPTIMIZADA PARA IMPLEMENTACIÓN
Distribución de la energía en sección
304
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
La rotura y fragmentación eficiente del macizo rocoso, contribuye al beneficio global
del ciclo de minado, por lo que es importante la predicción porcentual de la
granulometría mediante un algoritmo matemático.
- JKMRC Fragmentation Model
- Fragmentation (Kuz-Ram Model)
PRUEBA Y ERROR (ANTES)
Reemplazada ahora por herramientas
computacionales (JKSimBlast)
305
ENERGÍA OPTIMIZADA PARA IMPLEMENTACIÓN
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MODELO DE PREDICCIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN
JKMRC Fragmentation Model y Fragmentation (Kuz-Ram Model), es necesario realizar un mapeo previo del área en estudio con la tabla propuesta por Lilly 1986 (Índice de Volabilidad).
306
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MODELO DE PREDICCIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN
• El macizo rocozo in-situ es un material discontinuo, raramente es una formación uniforme masiva y es influenciado a menudo por muchas características geológicas que influyen en el comportamiento de la propagación de la onda de tensión frente a cualquier carga dinámica (voladura).
307
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CURVA DE FRAGMENTACIÓN Y DOMINIOS ESTRUCTURALES
Es posible obtener una misma granulometría en diferentes dominios estructurales??
308
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CURVA GRANULOMÉTRICA • Algoritmo Matemático de Fragmentación
Predicción porcentual de la granulometría.309
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ALGORITMO MATEMÁTICO DE FRAGMENTACIÓN
Tratamiento Computacional Previo 310
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MEDICIÓN Y COMPARACIÓN
311
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANALISIS CORPORATIVO DE LA ENERGIA
312
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ENERGÍA
ALANFO VS EMULSIÓN: Vista en
planta, 1m. debajo del nivel de
piso del banco, en la zona del
taco, la energía para el ALANFO
es deficiente preacondicionando
esta zona a sobre tamaños
313
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ENERGÍA
• ALANFO VS EMULSIÓN:
Vista en sección, el halo
de energía para el
ALANFO es menor
(deficiencia energética) en
la zona del taco, banco y
subdrilling.
314
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROBLEMÁTICA DE LA VOLADURA
315
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
REALIZADA EN TALADROS CON DIÁMETRO DE 9 7/8", ZONA DE MINERAL
COMPARATIVO GENERAL DE NUMERO DE PASES Alanfo Vs. Emulsion (Pala Electrica)
316
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• Para que un diseño funcione, tiene que ser muy bien implementado en el campo.
• La perforación es un aspecto fundamental en la implementación de un diseño de
voladura en el campo.
• El cálculo tradicional del factor de carga (Fc) es una pobre referencia sobre el
cálculo de la cantidad de energía de detonación.
• EL JKSimBlast, Maneja la información a través de una base de datos de tipo MDB,
la cual es compatible con Microsoft Access y por lo tanto con la plataforma
Windows.
317
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON BUEN CONTROL
318
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON BUEN CONTROL
319
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON BUEN CONTROL
320
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON BUEN CONTROL
321
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON BUEN CONTROL
322
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON BUEN CONTROL
323
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON MENOR CONTROL
324
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON MENOR CONTROL
325
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON MENOR CONTROL
326
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA CON MENOR CONTROL
327
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL ANTES DE EYECCIONES
EVALUACIÓN DEL TACO
328
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CASO PRÁCTICO 1
329
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 330
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 331
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 332
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CASO PRÁCTICO 2
333
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 334
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 335
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 336
CONTRATISTAS SAC
13. DETERMINACIÓN DE HALOS DE ENERGÍA
13. DETERMINACIÓN DE HALOS DE ENERGÍA
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
337
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DEFINICIÓN
El Halo de Energía, es la concentración de energía que brindarán la(s) carga(s)
explosiva(s) detonada(s). Los resultados pueden darse en densidad de energía o
densidad de masa de explosivo y dar resultados expresados en megajoules por
tonelada o metro cúbico, o el formulario más común de Kg/t. y Kg/m3.
La resultante de los niveles de distribución de energía explosiva (envolvente esférica)
alrededor de un taladro, es totalmente tridimensional y puede usarse como una
herramienta (de diseño óptimo de voladura) para determinar la geometría del burden y
espaciamiento o para verificar las cargas anómalas en un diseño de la voladura.
HALO DE ENERGÍA
338
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Analiza la probabilidad de taladros afectados entre si.
Ayuda a identificar la presión de muerte del explosivo en taladros próximos ó mejor
aún para poder incrementar o reducir Kgs. de explosivo en una medio geoestructural,
o variar tipos de cargas y/o explosivos, que resultaran en variados niveles de energía
en relación directa a la distancia de su núcleo de detonación, y las áreas unitarias de
los taladros, con la finalidad de conseguir las densidades de energía óptima o para
alternar estas densidades y satisfacer el requerimiento de la energía global optima del
proyecto a disparar, considerando que no solo es mineral que tenemos que fragmentar
con una granulometría adecuada requerida por la planta de la mina, sino que también
el análisis se extiende a una adecuada distribución de fragmentación del desmonte
destinada a botaderos.
DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
339
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
CASO REAL DE DISEÑO Y CARGA EXPLOSIVA CASO OPTIMIZADO DE DISEÑO Y CARGA EXPLOSIVA
340
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (HA 37 + ANFO)
Taco 6.8 m
ANFO 1.7 m
HA–37 8.0 m
Sobreperforación 1. 5 m
341
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
5.106 m
4.059 m
2.975 m
4.802 m
4.168 m
2.877 m 2.779 m
4.708 m
4.267 m
MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (HA 37 + ANFO)
342
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
4.505 m
4.476 m
2.574 m
4.109 m
4.676 m
2.278 m
MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (HA 37 + ANFO)
343
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Taco 6.8 m
ANFO 9.7 m
Sobreperforación 1. 5 m
MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (ANFO)
344
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
4.630 m
4.135 m
2.641 m
4.427 m
4.350 m
2.541 m 2.442 m
4.225 m
4.457 m
MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (ANFO)
345
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
4.124 m
4.564 m
2.342 m
3.727 m
4.857 m
2.038 m
MALLA TRIANGULAR 6.8 O 6.5 (ANFO)
346
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MALLA TRIANGULAR 6.0 (HA 37 + AIRE + ANFO)
Taco 4.0 m
ANFO 1.2 m
HA–37 9.3 m
Sobreperforación 1. 5 m
Aire 2.0 m
347
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
5.120 m
1.620 m
3.033 m
4.920 m
1.821 m
2.873 m 2.777 m
4.722 m
1.819 m
MALLA TRIANGULAR 6.0 (HA 37 + AIRE + ANFO)
3.400 m
3.200 m 3.100 m
348
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
4.523 m
1.926 m
2.627 m
4.110 m
2.228 m
2.321 m
MALLA TRIANGULAR 6.0 (HA 37 + AIRE + ANFO)
2.992 m
2.601 m
349
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MALLA TRIANGULAR 6.0 (HA 37 + AIRE + ANFO)
350
CONTRATISTAS SAC
14. PLANEAMIENTO EN OPERACIONES DE PERFORACIÓN Y VOLADURA EN PROYECTOS
DE CONSTRUCCIÓN
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
351
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CARACTERÍSTICAS DE UN PLAN
FLEXIBILIDAD:Previa y relacionada
con la acción a realizar.
SELECTIVIDAD:Elección de objetivos, metas y de medios par alcanzarlos.
INTENCIONALIDAD:Esfuerzo voluntario de
construcción conceptual y práctica del futuro deseado.
ANTICIPACIÓN: Imaginación para la ideación de
futuros posibles.
DIRECCIONALIDAD: Orientación de la acción hacia
un sentido querido y predeterminado.
352
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
HERRAMIENTAS DE PLANIFICACIÓN
CA Super -Project Micro Planner Manager Primavera project Planner
P3 Primavera Project
Management P6 Suretrack Project Planner Modulo de Gestion de
Proyectos S10 TurboProject Time Line Project Scheduler Milestones AutoPlan
KPIs Diagrama de Gantt Técnica de
Evaluación y Revisión de Programas PERT - Camino Crítico CPM
HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS MÉTODOS DE CONTROL
353
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EL MÉTODO PERT/CPM
Program Evaluation and Review Technique / Critical Path Method.
Generalmente se denominan técnicas PERT al conjunto de modelos abstractos para la programación y análisis de proyectos de ingeniería. Estas técnicas nos ayudan a programar un proyecto con el costo mínimo y la duración más adecuada.
Aplicaciones:
Determinar las actividades necesarias y cuando lo son. Buscar el plazo mínimo de ejecución del proyecto. Buscar las ligaduras temporales entre actividades del proyecto. Identificar las actividades críticas, es decir, aquellas cuyo retraso en la
ejecución supone un retraso del proyecto completo.
354
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EL MÉTODO PERT/CPM
APLICACIONES
Identificar el camino crítico, que es aquel formado por la secuencia de
actividades críticas del proyecto.
Detectar y cuantificar las holguras de las actividades no críticas, es decir, el
tiempo que pueden retrasarse (en su comienzo o finalización) sin que el
proyecto se vea retrasado por ello.
Si se está fuera de tiempo durante la ejecución del proyecto, señala las
actividades que hay que forzar.
Nos da un proyecto de costo mínimo.
355
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PLANIFICACIÓN DE RECURSOS - ERP
• Los insumos (materiales, piezas, energía y servicios)
• Las instalaciones y equipos
• El personal
• La información
• El dinero
ERP= Enterprise Resourse Planning
356
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PLANIFICACIÓN FINANCIERA
La planificación financiera es una técnica que reúne un conjunto de métodos,
instrumentos y objetivos con el fin de establecer en una empresa pronósticos y metas
económicas y financieras por alcanzar, tomando en cuenta los medios que se tienen y los
que se requieren para lograrlo.
De Costo
De Beneficio
De Riesgo
De Sensibilidad
357
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
OBJETIVOS DE UN PLAN EN PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS
Planificar las operaciones.
Minimizar los costos de operación.
Generar un plan estratégico secuencial de las operaciones de perforación,
voladura y limpieza de la zona de trabajo.
Optimizar materiales, recursos humanos en las operaciones.
Permite predecir los eventos y prevenir los mismos ante cualquier
inconveniente.
358
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
¿QUE SE DESEA DE LA VOLADURA?
359
Obtener una fragmentación óptima minimizando el daño al macizo rocoso con la consecuente mejora en la estabilidad de taludes.
BAJO NIVEL DE VIBRACIONES
UNA PILA VOLADA DE ALTA PRODUCTIVIDAD
MÍNIMO DAÑO
LOGRO DE PISOS
FRAGMENTACIÓN ESPERADA
MAXIMIZAR LA PRODUCTIVIDAD, DISMINUIR EL COSTO POR TON, MAXIMIZAR EL TAMAÑO DE VOLADURA.
MÍNIMA PROYECCIÓN(FLY ROCKS)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VARIABLES DE ENTRADA Y DE SALIDA
360
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RENDIMIENTO OPTIMO DE VOLADURAS
Refinamiento
Evaluación del sitio
Diseño
Preparación
Marcación
Perforación
Carguío de Taladros
Registro de Voladura
Limpieza de la voladura
Evaluación
Enfoque de grupo para lograr un óptimo rendimiento de voladura (ProBlast de John Floyd)
361
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RENDIMIENTO OPTIMO DE EXPLOSIVO
LAS TRES CLAVES PARA LOGRAR UN RENDIMIENTO ÓPTIMO DE LOS EXPLOSIVOS
Rendimiento optimo de explosivosDist
ribuc
ión de
Energí
a
Confinamiento de Energía
Nivel de energía de los explosivos
362
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
¿QUÉ HACEN LOS INGENIEROS DE VOLADURA?
1.- Diseño de Voladura
2.- Preparación protocolo de voladura
3.- Instalación de sismógrafos
4.- Carga de taladros con explosivos
5.- Amarre de la voladura
6.- Señal de advertencia – Todo despejado
7.- Fuego en el Taladro!
8.- Inspección del Sitio
9.-Llevar records de voladura 363
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CICLO TÍPICO DE VOLADURA
Perforación Ubicación
de taladros Diseño de carga
Carguío de taladros
Voladura LimpiezaCobertura
364
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
IMPORTANCIA DEL MODELAMIENTO 3D
Permite visualizar la zona de trabajo.
Permite realizar cálculos de volumen.
Permite visualizar los frentes de operación y la complejidad del trabajo.
365
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VISTA 3D DE LA ZONA DE CORTE EN ROCA DE LOS PORTALES DE TÚNEL
• Caso: Portales del Tunel Santa Rosa (60 000m3 de roca)366
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EJEMPLO DE LAGUNAS NORTE VOLADURA CONTROLADA MUY CERCANA A INFRESTRUCTURAS
367
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Diseño malla de perforaciónTipo Pre corte
Burden. 1.5 mEspaciamiento. 1.2 mLongitud de taladro. 3 mDiámetro de Taladro. 2.5 Pulg.Factor de carga. 0.17 kg/m3
1m3 m
1/4
1/4
1/4
1/4
Camara de Aire
Camara de Aire
Camara de Aire
Emulsion
EJEMPLO DE LAGUNAS NORTE VOLADURA CONTROLADA MUY CERCANA A INFRESTRUCTURAS
368
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CASO ATACOCHA: VOLADURA EN CANTERAS
ZONA DE DISPARO ADICIONAL (proximo a cubrirse por material de desmonte)
ZONA DE ACUMULACIÓN DE DESMONTE DE MINA
AREA = 659m2N° DE DISPAROS=2LONG DE PERF= 5TOTAL PROF: 10VOLUMEN= 6590m3
369
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECUENCIA DE MODELAMIENTO Y CONTROL
TIN ORIGINAL MODELAMIENTO
PLANEAMIENTOCONTROL
370
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PLANEAMIENTO DE PERFORACION Y AVANCE
371
PERFORACIÓN CON MARTILLO NEUMÁTICO PERFORACIÓN CON ROCK DRILL HIDRÁULICO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 372
CORTE EN LADERA CORTE CERRADO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE PARAMETROS ESPACIAMIENTO : BURDEN
373
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ESPACIAMIENTO : BURDEN
• Alterna• Alterna • Alterna
374
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANALISIS DE P.U TROCHADO CON MAQUINA MANUAL (TROCHADO)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANALISIS DE P.U CON TRACKDRILL HIDRAULICO (TROCHADO)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EJEMPLO DE PARÁMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA
PARAMETROS DE PERFORACIÓNDiametro (D) Pulg. 2.5Burden (B) m 2.0Espaciamiento (S) m 2.0Altura de banco (Hb) m 3.1Sobre Perf (J) m 0.3Long. Taladro (Ht) m 3.4Volumen por taladro m3/tal 12.4Indice de Perforación m3/m 3.6
DISEÑO DE CARGA
Densidad del explosivo g/cc 0.80
Densidad lineal Kg/m 2.5Taco 1 m 1.7Long. de carga 1 m 1.7Cantidad de explosivo 1 Kg 4.3Taco 2 m 0.0Long. de carga 2 m 0.0Cantidad de explosivo 2 Kg 0.0Taco 3 m 0.0Long. de carga 3 m 0.0Cantidad de explosivo 3 Kg 0.0Total explosivo por taladro Kg 4.3Factor carga Kg/m3 0.35
377
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDAD DE PENETRACIÓN (ROP)
378
Color Clase [m/hr] Frecuencia
0 - 20 020 - 30 230 - 40 340 - 60 660 - 80 1380 - 120 28
Min 24.1 m/hrMax 107.2 m/hr
Metros por Hora
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECUENCIA DE ENCENDIDO EN ECHELON - SISTEMA NONEL
Parámetros de perforación y voladura
Av. Burden 2.5 m Charge Mass 646.5 Kg Av. Spacing 2.5 m Charge Energy 2,411.60 MJ Hole Length 6 m POWDER FACTOR 0.363 kg/m³ Volume 1,781.20 m³ POWDER FACTOR 0.137 kg/t Rock SG 2.65
ENERGY FACTOR 1.354 MJ/m³
Tonnage 4,720.30 tonnes ENERGY FACTOR 0.511 MJ/t Marked Holes 50
Diameter 76 mm
CARA LIBRE
379
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECUENCIA DE ENCENDIDO EN ECHELON - SISTEMA NONEL
Parámetros de perforación y voladura
Av. Burden 2.5 m Charge Mass 646.5 Kg Av. Spacing 2.5 m Charge Energy 2,411.60 MJ Hole Length 6 m POWDER FACTOR 0.363 kg/m³ Volume 1,781.20 m³ POWDER FACTOR 0.137 kg/t Rock SG 2.65
ENERGY FACTOR 1.354 MJ/m³
Tonnage 4,720.30 tonnes ENERGY FACTOR 0.511 MJ/t Marked Holes 50
Diameter 76 mm
CARA LIBRE
380
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECUENCIA DE ENCENDIDO EN “V” - SISTEMA NONEL
C A R A L I B R E
Parámetros de perforación y voladura
Av. Burden 2.5 m Charge Mass 591.7 kg Av. Spacing 2.5 m Charge Energy 2,181.30 MJ Hole Length 6 m POWDER FACTOR 0.332 kg/m³ Volume 1,781.20 m³ POWDER FACTOR 0.125 kg/t Rock SG 2.65
ENERGY FACTOR 1.225 MJ/m³
Tonnage 4,720.30 tonnes ENERGY FACTOR 0.462 MJ/t Marked Holes 50
Diameter 76 mm
381
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECUENCIA DE ENCENDIDO EN “V” - SISTEMA NONEL
C A R A L I B R E
382
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANÁLISIS DE DISEÑO Y SIMULACIÓN DE VOLADURA
383
Voladura 3245-01/02/60A
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA EN LA VOLADURA (CASO REAL)“CALIDAD EN LA IMPLEMENTACIÓN”
384
PROYECTO CO10-07B x S = 4.3x 4.3
42 Taladros
9 (20%) > 0.4m12 (30%) : 0.3m a 0.4m21 (50%): < 0.2m
UNA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL NO UNIFORME, EN CASOS DE ROCAS MUY COMPETENTES PUEDE SER CAUSA ALTA VARIABILIDAD EN LOS RESULTADOS DE FRAGMENTACIÓN (SOBRETAMAÑOS)
Voladura 3245-01/02/60A
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
15. EXPERIENCIAS DE VOLADURA DE ROCAS EN LA APERTURA DE GRANDES PROYECTOS MINEROS
385
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA 386
PERFORACIÓN Y VOLADURADE ROCAS PROYECTO “TOROMOCHO”
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROCEDIMIENTO
El procedimiento de trabajo consiste en diseñar la malla de perforación y voladura mediante modelos matemáticos, teniendo en cuenta las variables que se muestra en el siguiente diagrama:
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VARIABLES DE PERFORACIÓN Y VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PLANEAMIENTO (Oficina Técnica)
INFORMACIÓN GEOTÉCNICA
TOPOGRAFIA
QA/QC
PEVOEX CONTRATISTAS SAC (CONTROL DE EQUIPOS)
PLANEAMIENTO PERFORACION Y
VOLADURA
SUPERVISION JACOBSVOLADURA
OPERACION PERFORACIÓN
DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ENTRADA DE DATOS
1.- ENTRAR EL VALOR DEL DIAMETRO 4,0 plgs.
2.- ELEGIR LA DENSIDAD DEL EXPLOSIVO
DONDE:
ElegirExplosivo
Elegir%
Densidad del Explosivo
(gr/cc)
B Burden (pies) ANFO 100 0,8
d Diámetro de la carga ( pulg.) Emulsion 0 1,15
ρe Densidad del explosivo (gr/cc). 0,8 gr/cc
ρr Densidad de la roca (gr/cc). 5.- ENTRAR LA DENSIDAD DE LA ROCA 2,4 gr/cc
6.- ENTRAR LA ALTURA 29,5 Pies
7.- RESULTADOS:
BURDEN = 8,91 pies 2,72 m
ESPACIAMIENTO=
ESPACIAMIENTO Barrenos de una fila instantaneos H < 4B E= 22,65 Pies 6,91 m
Barrenos de una fila instantaneos H ≥ 4B E= 17,82 Pies 5,43 m
H < 4B E= (H+2B)/3
H ≥ 4B E= 2B Barrenos de una fila secuenciadosH < 4B E= 11,49 Pies 3,50 m
H ≥ 4B E= 12,47 Pies 3,80 m
Barrenos de una fila secuenciados
H < 4B E= (H+7B)/8 TACO= 6,24 Pies 1,90 m
H ≥ 4B E= 1.4B SOBREPERFORACION= 2,67 Pies 0,81 m
*
TACOT= 0.7 B BURDEN = 2,72 m
ESPACIAMIENTO = 3,50 m
SOBREPERFORACION TACO = 1,90 m
J= 0.3B SOBREPERFORACIO = 0,81 m
MODELO MATEMÁTICO DE KONYA
VALORES DE LOS POSIBLES PARAMETROS A UTILIZAR
0.33
B=3.15*d* e
r
e2 + 1.5 x d
r
B
CALCULO DE PARAMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
1 ENTRADA DE DATOS 3 ELEGIR CONSTANTES PARA LA OBTENCION DE PARAMETROS1.- Valor del diámetro 4,0 Pulgs.
2.- Elegir la densidad del Explosivo KL = 2,2
Ke = 1,2
Elegir
Explosivo
Elegir
%
Densidad del Explosivo
(gr/cc) Kt = 0,7
ANFO 100 0,80 Ks = 0,2Emulsion 0 1,15
DONDE: 4 RESULTADOS :Ponderado: 0,80 gr/cc
B Burden (Pies) 9,8 Pies 2,99 mD Diametro del taladro (Pulg) BURDEN (pies) 11,8 Pies 3,58 m
KB Constante que depende de la clase de roca y del tipo de explosivo empleado. 21,3 Pies 6,50 m
2,0 Pies 0,60 mTabla para hallar "KB" 6,9 Pies 2,09 m
ρ ( 0.8 - 0.9 ) gr/cc 10,00 8,33 6,67 VALORES DE LOS POSIBLES PARAMETROS A UTILIZARBlanda Media Dura ρ ( 1.0 - 1.2 ) gr/cc 11,67 10,00 8,33
30 25 20 ρ ( 1.3 - 1.4 ) gr/cc 13,33 11,67 10,00
35 30 25 TIPO DE ROCA DEL PROYECTO CALCULO DE BURDEN 3,0 m
40 35 30 % de Roca Blanda 88% KB = (88%x30 + 12%x25) / 100% = 29,4 3,6 m
% de Roca Media 12% 0,6 m
B = (29,4 x 4") / 12 = 9,8 pies 6,5 m
2,1 m
PROFUNDIDAD DE TALADRO B = 9,8 pies
L = (KL X B) KL = [1.5-4] 2 ENTRAR EL VALOR DE LA TABLA ANTERIOR SEGÚN 5 PARAMETROS DE OPERACIÓN SEGÚN RESULTADO DE DISPAROSLA DENSIDAD DEL EXPLOSIVO Y TIPO DE ROCA
ESPACIAMIENTO 3.0 m
3.5 mE = (Ke x B) TABLA DE RANGO VALORES QUE SE PUEDE OBTENER CON EL DIAMETRO ELEGIDO 0.5 m
6.5 mKe: 2.0 Para iniciacion simultanea de Taladros MINIMO MAXIMO 2,6 mKe: 1.0 para taladros secuenciados con retardos largos L= PROFUNDIDAD DEL TALADRO: 14,7 - 39,2 pies 0,4 kg/m3
Ke: [1.2-1.8] para taladros secuenciados con retardos cortos E= ESPACIAMIENTO: pies 2.0 Para iniciacion simultanea de Taladros 19,6 pies 6
LONGITUD DEL TACO 1.0 para taladros secuenciados con retardos largos 9,8 piesT= (Kt x B) Kt = [0.7-1.6] [1.2-1.8] para taladros secuenciados con retardos cortos 11,8 - 17,6 pies
SOBREPERFORACION T= LONGITUD DEL TACO 6,9 - 15,7 pies TRIANGULARSc = (Ks x B) Ks = [0.2-1] J= SOBREPERFORACION 2,0 - 9,8 pies EQUILATERA
B =
3,0
m
E = 3.5 m
MODELO MATEMÁTICO DE ASH
BURDEN
BURDEN
BURDEN SEGÚNTIPO DE ROCA (pies)
Alta densidad (1.3-1.4)gr/ccAlta Potencia
TIPO DE EXPLOSIVOTIPO DE ROCA
Baja densidad (0.8-0.9)gr/ccBaja PotenciaDensidad media (1.0-1.2)gr/ccPotencia media
TIPO DEL EXPLOSIVOBLANDA MEDIA DURA
PROFUNDIDAD DE TALADRO LONGITUD DEL TACO FACTOR DE CARGA
TIPO DE MALLA
BURDEN
ESPACIAMIENTO
SOBREPERFORACION
ESPACIAMIENTO
SOBREPERFORACION
PROFUNDIDAD DE TALADRO
LONGITUD DEL TACO
ESPACIAMIENTO
SOBREPERFORACION
PROFUNDIDAD DEL TALADRO
LONGITUD DEL TACO
B
1B= *K *D
12
CALCULO DE PARAMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PARAMETROS DE PERFORACIÓN Y VOLADURADATOS DE OPERACIÓN
mm 100 mm 100 mm 100TM/m3 2,4 TM/m3 2,4 TM/m3 2,4
DURA DURA DURA
m/m3 0,10 m/m3 0,10 m/m3 0,10m/h 30 m/h 27 m/h 25m3/h 315 m3/h 283,5 m3/h 262,5
Vida Util m 480 Vida Util m 480 Vida Util m 480Rendim. m3/und 5040 Rendim. m3/und 5040 Rendim. m3/und 5040Vida Util m 5200 Vida Util m 5200 Vida Util m 5200Rendim. m3/und 54600 Rendim. m3/und 54600 Rendim. m3/und 54600Vida Util m 5200 Vida Util m 5200 Vida Util m 5200Rendim. m3/und 54600 Rendim. m3/und 54600 Rendim. m3/und 54600
TM 151,2 TM 189,0 TM 226,8m3 63,0 m3 78,8 m3 94,5
Burden m 3,0 Burden m 3,0 Burden m 3,0Espaciamiento m 3,5 Espaciamiento m 3,5 Espaciamiento m 3,5
m 6,0 m 7,5 m 9,0m 0,5 m 0,5 m 0,5m 6,5 m 8,0 m 9,5m 1,6 m 1,6 m 2,0m 1,0 m 1,5 m 1,5m 3,9 m 4,9 m 6,0
kg/m 6,5 kg/m 6,5 kg/m 6,5Kg/TM 800 Kg/TM 800 Kg/TM 800kg/Tal 25,6 kg/Tal 32,2 kg/Tal 38,8Kg/Tal 0,9 Kg/Tal 0,9 Kg/Tal 0,9
Und./Tal 2,0 Und./Tal 2,0 Und./Tal 2,0kg/m3 0,42 kg/m3 0,42 kg/m3 0,42kg/TM 0,18 kg/TM 0,18 kg/TM 0,18
Toneladas por taladroVolumen por taladro
MallaPerforac.
Broca
Adaptadorde culataBarra de
extención
Diámetro taladroDensidad de roca
Perfor. EspecificaVelocidad PerforaciónRendimiento Equipo
Densidad lineal explosivo
Factor de CargaFactor de Potencia
Anfo por taladroDensidad del Anfo
Booster (1 lb) 02 und.Detonador Dual 600/17 ms
Altura BancoSobreperforaciónLongitud taladro
Taco intermedioLongitud de Carga
Taco final
Longitud de CargaDensidad lineal explosivo
Velocidad PerforaciónRendimiento Equipo
Broca
Adaptadorde culataBarra de
extención
Diámetro taladroDensidad de roca
Perfor. Especifica
Toneladas por taladroVolumen por taladro
MallaPerforac.
Altura BancoSobreperforación
Factor de Potencia
Diámetro taladroDensidad de roca
Perfor. EspecificaVelocidad PerforaciónRendimiento Equipo
Broca
Adaptadorde culataBarra de
extención
Toneladas por taladroVolumen por taladro
MallaPerforac.
Altura Banco
Densidad del AnfoAnfo por taladroBooster (1 lb) 02 und.Detonador Dual 600/17 msFactor de Carga
Longitud taladroTaco finalTaco intermedio
Factor de CargaFactor de Potencia
Densidad lineal explosivoDensidad del AnfoAnfo por taladroBooster (1 lb) 02 und.Detonador Dual 600/17 ms
SobreperforaciónLongitud taladroTaco finalTaco intermedioLongitud de Carga
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FACTOR DE CARGA vs Nº DE VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROCESO DE PERFORACIÓNEQUIPO: TRACKDRILL HIDRAULICO DX 800
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROCESO DE VOLADURA CARGUIO / AMARRE DE TALADROS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANFO;25 KG DETONATOR DUAL; 17/600 MS;X12.2MBOOSTER;1/3POUND TUBE DETONATOR;17MS;X12.20MBOOSTER;1POUND TUBE DETONATOR;25MS;X12.20MDETONATING CORD;3,6G/M;X900M TUBE DETONATOR;42MS;X12.20MCARTRIDGED EMULTION;1-1/2X16INCH TUBE DETONATOR;65MS;X12.20MCARTRIDGED EMULTION;1-1/8X12INCH DETONATOR ASSEMBLY NE;X750M;0MSCARTRIDGED EMULTION;3X16INCH SHOTSHELL PRIMERS
EXPL
OSIV
ES
ACCE
SSOR
IES
SAP Description
EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS UTILIZADOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
17ms
0.52.5
1.52.0
2.0
4"
17ms
600ms
Taco Intermedio(Deck)
Taco Final
Anfo
600msBooster
Anfo
Booster
Detonador Dual17/600 ms
DISEÑO DE CARGUIO DE TALADROS
DISEÑO DE CARGUIO DE TALADROS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE AMARRE DE VOLADURA
17ms
25ms
25ms
17ms
600ms17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms 17ms
17ms 17ms
17ms 17ms
17ms
17ms
17ms17ms
17ms
17ms
17ms
17ms17ms 17ms 17ms 25ms 17ms
17ms 17ms 17ms 17ms 17ms
17ms 17ms 17ms17ms
17ms 17ms 17ms
17ms
17ms
25ms25ms
25ms25ms
25ms25ms
25ms25ms
42ms25ms
25ms
25ms
25ms
65ms
625ms
650ms
42ms
675ms
700ms
742ms
784ms
826ms
868ms
42ms
42ms
42ms
843ms 818ms 793ms 768ms 760ms 752ms 744ms 736ms
801ms 776ms 751ms 743ms 735ms 727ms 719ms
759ms 734ms 726ms 718ms 710ms 702ms
692ms
667ms
642ms
659ms
676ms 668ms
651ms
685ms
617ms
634ms
717ms 709ms 701ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
684ms
693ms
617ms 634ms 651ms 668ms 693ms
685ms
642ms 659ms 676ms 693ms 710ms
702ms
718ms701ms684ms667ms
684ms 701ms 718ms 735ms
893ms
910ms
927ms
944ms
961ms
885ms
902ms
919ms 860ms
877ms
894ms 835ms
801ms
818ms 759ms
776ms 734ms
742ms 700ms
717ms 675ms
692ms 650ms
725ms
767ms
784ms
826ms
843ms
910ms
927ms
944ms 851ms
809ms868ms
975ms
961ms
INICIO
17ms
DISEÑO DE AMARRE DE VOLADURA
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms
17ms17ms
17ms 17ms 17ms
17ms 17ms17ms 17ms
17ms 17ms 17ms 17ms 17ms
17ms
17ms
992ms
1009ms
600ms
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESULTADOS DE VOLADURA FRAGMENTACIÓN / APILADO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TRABAJOS POST VOLADURA CARGUIO DE MATERIAL / ACARREO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SISTEMA DE ANALISIS DE CALIDAD
Zona Sur Frente III Banco Nro. 6 y 7
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
PROYECTO “NUEVA FUERABAMBA”
SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA CALIDAD EN VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
INTRODUCCION
En el deseo de realizar una evaluación y análisis del disparo realizado con los productos (Nitrato de Amonio – Booster y Accesorios de voladura). Se analizó el disparo, realizado el Domingo, 30 de octubre del presente en la zona Sur - Nivel 3873 – Proyecto 43. Dichos resultados son analizados mediante el software JKBench, así como los cuadros de Excel elaborados para calcular el Índice de Volabilidad. Y mediante la utilización de estas herramientas, llevar un mejor control de los disparos futuros a realizar.
Comenzar con evaluaciones, mediciones y análisis de los disparos realizados a partir de la fecha y para este fin se analizara las voladuras semanales. Evaluar el funcionamiento de los explosivos utilizados en un taladro de 4.5 pulgadas de diámetro, realizando para este fin el análisis de la Velocidad de Detonación, Índice de Volabilidad, Fragmentación, Densidades y Vibraciones (VPP). Así como su análisis en el Software de Voladura JK Simblast. Presentar los resultados obtenidos de dichos disparos semanales realizados en el Proyecto Nueva Fuerabamba.
OBJETIVOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TRABAJO REALIZADO
Comenzando con la evaluación de los explosivos a utilizar, se coordinó con el personal de voladura encargado de PEVOEX NF, para el carguío de los taladros de dicho proyecto. El día 30 de octubre del presente, se procedió al carguío y amarre del Proyecto de Voladura.
El diseño de malla de perforación fue:
TALADROS DE PRODUCCIÓN
B x S: 3,12 m. x 3,6 m. para un diámetro de perforación de 4.5 pulgadas, dejando en todos los taladros un Taco Final igual a 20 % de la altura del taladro. Para una zona de 251 taladros de producción.
TALADROS BUFFER
B x S: 3,12 m. x 3,6 m. para un diámetro de perforación de 4.5 pulgadas, dejando en todos los taladros un Taco Final igual a 1.0 m (Detritus) y Cámara de aire (Air Deck) igual a la diferencia entre la carga columna (1.0 mt de la altura del taladro) y taco final. Para una zona de total de 15 taladros de Buffer.
El proyecto fue cargado con Anfo SUPERFAM DOS y Booster HDP-1/2ACP, con una densidad promedio de 1.05 gr/cc. Teniendo un total de 9092.63 Kg. De explosivo.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TRABAJO REALIZADO
BU
FFER
CARA LIBRE
CARA
LIB
RE
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PLANO DE PERFORACION DEL PROYECTO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
APILAMIENTO DE MATERIAL Y CONTORNO DE TIEMPOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECUENCIA DE DETONACION DE LOS TALADROS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TRABAJO REALIZADO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANALISIS DE VELOCIDAD PICO PARTICULA (VPP) CON EL SOFTWARE JK BENCH
Grafico Numero de Taladros Cargados vs Tiempo de Detonación (mm/s)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ANALISIS DE VELOCIDAD PICO PARTICULA (VPP) CON EL SOFTWARE JK BENCH
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FRAGMENTACIÓN DE ROCA MENOR A 30 CM. – ZONA SUR
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VISTA LOS RESULTADOS OBTENIDOS – ZONA SUR
CONTRATISTAS SAC
PERFORACIÓN Y VOLADURADE ROCAS PROYECTO “AMPLIACIÓN PAD FASE 5”
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
APLICACIÓN DE VOLADURA CONTROLADA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CANAL DE CORONACION ´´A
´´
CANAL DE CORONACION ´´B
´´
CANAL DE CORONACION ´´T
´´
POZA DE PROCESOS
CAMINO PERIMETRAL
CAMINO DE ACCESO GRASSHOPERS
CAMINO PERIMETRAL
VISTA GENERAL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
-Ejecuta la perforación de - Establece secuencia de
perforación por zonas con base al plan y programaión.
PLANEAMIENTO -Sectorización zona de OPERACIONES DE PERFORACION perforación. PERFORACION Y Y VOLADURA VOLADURA
-Diseño de malla de perforación con base a estándares establecidos.
- Ubicación de los taladros programados en el terreno,
con los parámetros asignados.
taladros programados
- Realiza el carguío de taladros con explosivo de acuerdo al proyecto.
- Programa y ejecuta el disparo.
- Evalúa el disparo.
- Establece los estándares de perforación y voladura
RESPONSABILIDADES DEL ÁREA DE PLANEAMIENTO, PERFORACION Y VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN Y VOLADURA
MALLA CON RETARDO BIDIRECCIONAL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN Y VOLADURA
MALLA CON RETARDO DUAL Y RETARDO SUPERFICIAL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
MECH
AFU
LMIN
ANTE
17 17 25171725
25 25
505025 25
MALLA CON RETARDO SUPERFICIAL (TRIANGULO, TRAPACECIO Y ECHELON)
TALADROS DE
PRODUCCIÓN
DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN Y VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EQUIPOS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EQUIPOS
Rockdrill Hidráulico Sandvik DX-800 Rockdrill Hidráulico Soosan SD 1000E
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECCIONES TÍPICAS DE CORTE
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PROGRAMACION ESTIMADA DIARIA PARA LAS ACTIVIDADES DE VOLADURA
ACTIVIDAD INICIO FIN DURACION
CHARLA DE INDUCCIÓN DE SEGURIDAD, AROS, PRE USO, ETC. 07:00:00 a.m. 07:20:00 a.m. 00:20
DIFUSION DE LA VOLADURA 07:20:00 a.m. 07:30:00 a.m. 00:10
SEÑALIZACIÓN DEL AREA 07:30:00 a.m. 07:50:00 a.m. 00:20
TRANSPORTE DE EXPLOSIVOS 07:30:00 a.m. 09:00:00 a.m. 01:30
PREPARACION DE CEBOS 09:00:00 a.m. 09:30:00 a.m. 00:30
COLOCACION DE CEBOS EN TALADRO 09:30:00 a.m. 09:42:00 a.m. 00:12
CARGUIO DE ANFO 09:42:00 a.m. 10:24:00 a.m. 00:42
ATACADO CON MATERIAL INERTE 10:24:00 a.m. 11:54:00 a.m. 01:30
ENMALLADO 11:54:00 a.m. 12:09:00 p.m. 00:15
COLOCACION DE CONECTORES 12:09:00 p.m. 12:24:00 p.m. 00:15
COLOCACION DE INICIADOR 12:24:00 p.m. 12:29:00 p.m. 00:05
ENCENDIDO DEL INICIADOR PARA LA DETONACIÓN 12:29:00 p.m. 12:30:00 p.m. 00:01
EVACUACIÓN DE EXPLOSIVISTA DEL AREA DE VOLADURA 12:30:00 p.m. 12:40:00 p.m. 00:10
ESPERA DESPUES DE LA DETONACIÓN DE LOS EXPLOSIVOS 12:40:00 p.m. 12:45:00 p.m. 00:05
VERIFICACIÓN DE LA COMBUSTION DEL EXPLOSIVO 12:45:00 p.m. 01:00:00 p.m. 00:15
TOTAL 04:00
CARGUIO DE TALADROS CON EXPLOSIVOS Y VOLADURA
PRELIMINARES
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PARAMETROS Y DISEÑO DE CARGA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RENDIMIENTO DE EQUIPOS DE PERFORACION
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PRODUCCION DIARIA
PROGRAMA DE VOLADURAS
DIA LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES SABADO DOMINGO
TURNO DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE
VOL. VOLADURA 6000 6000 6000 6000 6000 6000
VOL. PERFORACION 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
REQUERIMIENTO DE MATERIAL EXPLOSIVO DE OBRA
ITEM CANTIDAD UNID.
1.0 23036 Kg2.0 412343 Kg3.0 292556 Metros4.0 1000 Metros5.0 500 Und.6.0 840 Pza.7.0 840 Pza.8.0 840 Pza.
Mecha de seguridad Fulminante Común Nro 08Retardo de Superficie 17msRetardo de Superficie 35msRetardo de Superficie 42ms
DESCRIPCION
EmulsionAnfoCordon Detonante (5P)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DESCRIPCIONReq. Para 20 dias
peso por embalaje
Req. Para 20 dias Req. para un mesCap.
Polvorín
Req. para dos meses N° Viajes
por 2 meses
N° Viajes por 1 mes
Cantidad Und. Cantidad Und. Cantidad Und. Cantidad Und.
Anfo 33,817.00 Kg 25
1,352.68 bolsas
2,296.00 bolsas
840.00
4,592.00 bolsas 6 3Cordon Detonante (5P)
20,000.00 Metros 1500 13.33 caja
30.00 caja
30.00
60.00 caja 2 1
Emulsion 1"x 8" 1,183.00 Kg 25
47.32 caja
85.00 caja 89.00
170.00 caja 2 1
Mecha de seguridad 1,000.00 Metros 1000
1.00 caja 1.00 caja
1.00
2.00 caja 2 1
Fulminante Común Nro 08
100.00 Und. 100
1.00 caja 2.00 caja
5.00
4.00 caja 1 1
Retardo de Superficie 17ms
180.00 Pza. 50
3.60 caja 4.00 caja
10.00
8.00 caja 1 1
Retardo de Superficie 35 ms
180.00 Pza. 50
3.60 caja 4.00 caja
10.00
8.00 caja 1 1
Retardo de Superficie 42 ms
180.00 Pza. 50
3.60 caja 4.00 caja
10.00
8.00 caja 1 1
REQUERIMIENTO DE MATERIAL EXPLOSIVO MENSUAL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONSUMO SEMANAL DE ANFO
Cap. Polvorin 840 bolsa Dias/mes 26 dia
Explosivo/mes 2,296.00 bolsa Explosivo/dia 88 bolsa
Cons. Dia
Stock plov.
# dia
Cons. Dia
Stock plov.
# dia
Cons. Dia
Stock plov.
# dia
Cons. Dia
Stock plov.
# dia
Cons. Dia
Stock plov.
# dia
Cons. Dia
Stock plov.
# dia
Cons. Dia
Stock plov.
semana 1 88 752 1 88 663 2 88 575 3 88 487 4 88 398 5 88 310 6 semana 2 88 222 7 88 134 8 88 45 9 88 797 10 88 709 11 88 620 12 semana 3 88 532 13 88 444 14 88 355 15 88 267 16 88 179 17 88 90 18 semana 4 88 2 19 88 754 20 88 666 21 88 577 22 88 489 23 88 401 24 semana 5 88 312 25 88 224 26
semana 6 88 136 1 88 47 2 88 799 3 88 711 4 semana 7 88 622 5 88 534 6 88 446 7 88 358 8 88 269 9 88 181 10 semana 8 88 93 11 88 4 12 88 756 13 88 668 14 88 579 15 88 491 16 semana 9 88 403 17 88 314 18 88 226 19 88 138 20 88 50 21 88 801 22
semana 10 88 713 23 88 625 24 88 536 25 88 448 26
MES 01
MES 02
DomigoViernes SabadoLunes Martes Miercoles Jueves
Cada viaje que transporte ANFO traerá 840 bolsas, y se realizada cada 10 días.
428
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SOBRE PERF (m) PROD. CORTE
CANT. TALADROS VOLUMEN (m)
VOLADURA Nº
LONGITUD DEL TALADRO (m)Ø
PERFFECHA HORA
MALLA
B E
DET. NO ELÉCTTRICO
(Und)
FACTOR DE CARGA (Kg/m3)
HOJA: 1 DE 1
EMULSION 1" x 8"
ANFO (Kg)CORDON
DETONANTE 5P (m) 17 35 42
RETARDOS
PROTOCOLO DE VOLADURAPROYECTO:OBRA:PROPIETARIO:ZONA:
GUIA DE SEGURIDAD
(m)
FULMINANTE COMUN Nº8
(Und)
SEGURIDAD SMCVRESPONSABLE DE VOLADURA PEVOEX RESPONSABLE DE VOLADURA SMCG
UndKg
FIRMA:
FECHA:
CARGO:
FIRMA:
FECHA:
OBSERVACIONES
NOMBRE: NOMBRE: NOMBRE:
UBICACIÓN:
CARGO:
FIRMA:
FECHA:
CARGO:
MECH
AFU
LMIN
ANTE
17 17 25171725
25 25
505025 25
PROTOCOLO DE VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
UBICACIÓN DE LA ZONA DE TRABAJO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
INICIO DE LABORES
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SE PUEDE OSERVAR LA PLANTA DE PROCESOS CERCA A LA ZONA DE TRABAJO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
TAPADO DE LA ZONA DE VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESULTADO DE VOLADURA
CONTRATISTAS SAC
PROYECTO ACCESO PONGO - CONGA
RESTRICCIONES PARA OBTENER UN AVANCE DESEADO EN LAS VOLADURAS
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VARIANTE ACCESO PRINCIPAL 13.5km (PONGO –CONGA)
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PLANO PLANTA - PERFIL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECCIONES TIPICAS DE ACCESO
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
PLAN DE PRODUCCION
Item Description Unit Quantity Quantity Blasting 1-ene-11 1-feb-11 1-mar-11 1-abr-11 1-may-11 1-jun-11 1-jul-11 1-ago-11 1-sep-11 1-oct-11 1-nov-11 1-dic-11
% 100% Porcentaje 15% 85% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%m3/dia 1,200 Producción/Día 1,000.0 1,400.0
Dias/mes 26 Tiempo 5.0 21.0
1 Camp Platform 34,400 34,400 5,000 29,400 0 0 0 0 0 0 0 0 01.1 Mass Excavation -Rock (Material Reuse) m3 3,1001.2 Mass Excavation -Rock w/Hauling to Dump m3 31,300
% 100% Porcentaje 0% 10% 12% 12% 12% 12% 12% 12% 12% 7% 0% 0%m3/dia 3,230 Producción/Día 0 2,711 3,363 3,254 3,403 3,489 3,363 3,363 3,254 2,871 0 0
Dias/mes 218 Tiempo 0 25 25 25 25 25 25 25 25 18 0 0
2 Road Earthwork 706,645 706,658 0 67,784 84,065 81,353 85,065 87,225 84,065 84,065 81,353 51,683 0 02.1 Excavation Mass Rock, Drilling & Blasting (6+520 a 13+930) m3 640,9652.2 Excavation Mass Rock, Drilling & Blasting (6+520 a 13+930) m3 55,9602.3 Machine Excavation for Road Drainage Ditches m3 9,720
% 100% Porcentaje 0% 0% 0% 44% 21% 35% 0% 0% 0% 0% 0% 0%m3/dia 1,233 Producción/Día 0 0 0 1,500 1,000 1,200 0 0 0 0 0 0
Dias/mes 54 Tiempo 0 0 0 20 14 20 0 0 0 0 0 0
3 Construction Management 68,000 68,000 0 0 0 30,000 14,000 24,000 0 0 0 0 0 03.1 Tramo 1 (0+000 al 6+520) Comunidades m3 68,0003.2 Tramo 2 m3 03.3 Tramo 3 m3 0
TOTAL m3 809,045 809,058 5,000 97,184 84,065 111,353 99,065 111,225 84,065 84,065 81,353 51,683 0 0
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
ÁREAS PERFORADAS
FALTA LIMPIEZA DE TOPSOIL
EJEMPLO PROGRESIVA 6+520 - 6+520
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
AREA PERFORADA
FALTA LIMPIEZA DE TOPSOIL
FALTA LIMPIEZA DE TOPSOIL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
AREAS PERFORADAS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FALTA LIMPIEZA DE TOPSOILAREA PERFORADA
EJEMPLO PROGRESIVA 13+900
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
FALTA DE LIMPIEZA DE TOP SOIL
LIMPIEZA DE TOPSOIL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
LIMPIEZA DE TOP SOIL
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE VOLADURA CON JKSIMBLAST
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISEÑO DE VOLADURA CON JKSIMBLAST
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EQUIPOS DE PERFORACIÓN
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CARGUÍO DE TALADROS
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
VOLADURA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESULTADO DE LA VOLADURA
CONTRATISTAS SAC
16. VOLADURA EN UNA MINA A CIELO ABIERTO DEL SUR DEL PERÚ
Ing. Rómulo MuchoMarzo 2012
CENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL A DISPARAR
Según la información recibida acerca del macizo rocoso a disparar, este, tiene la
siguiente descripción:
Roca: Yeso Anhidrita
No de Fracturas en 4m: 2 – 5
Frecuencia de fracturamiento: 0.8m a 2.0m.
Tamaños de bloques: Masivo.
Comentarios: Macizo masivo blocoso, roca resistente, el sector presenta modos de
ruptura planar y en cuña.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
1. Incremento del diámetro de perforación, en ciertos sectores de la mina.
2. Cantidad de explosivo empleado.
3. Mala distribución de la energía explosiva.
4. Falta de condiciones óptimas para un disparo.
CAUSAS
1. Elevado factor de potencia.
2. Alto costo de fragmentación del material.
RESUMEN
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DIAMETRO REAL O EQUIVALENTE EN EL SECTOR
CAUSAS
• Existencia de sectores altamente fracturados en el macizo rocoso.• Presencia de agua.• Excentricidad en la columna de perforación.
461
CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN
4
2dLcVt ………(1)
Donde:
Vt = Volumen de taladro (m3) d = Diámetro de perforación = 11pulg = 0.275mLc = Longitud de Carga = 11m
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Reemplazando valores:
= 0.65m3
4
275.01416.311
2
Vt
CARGA EXPLOSIVA POR TALADRO (CONDICIONES NORMALES)
eVttal
Qe …………. (2)
Donde:
Qe / tal = Carga explosiva por taladro (Kg) Pe = Densidad del explosivo = 1.28gr/cc = 1280Kg/m3
CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Reemplazando valores:
= 832Kg 128065.0 tal
Qe
Condiciones normales con un diámetro = 11pulg 832Kg
CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN
DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO EQUIVALENTE:
De la ecuación (2)
e
QeVt
Despejando la ecuación (1)
eLc
Qe
Lc
Vtd
1416.3
4
1416.3
4
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Tomando los promedios de los tres meses
Qe / tal = 995KgLt = 17.5mT = 7.0mLc = 10.50mPe = 1280Kg/m3DLC = 94.76Kg/m
Reemplazando valores:
12805.101416.3
9954
d = 0.31m = 12.09pulg.
CALCULO DEL DIAMETRO REAL DE PERFORACIÓN
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
EXPLOSIVO A UTILIZAR
Para las características a disparar, requerimos de un explosivo, con las siguientes propiedades:
Heavy Anfo 55 (HA55), tiene una VOD de 5600 m/s Factor de carga entre 0.45, hasta 0.50 Kg/Tn.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RELACIÓN DE COSTOS
PESOS ESPECIFICOS Y DENSIDAD LINEAL DE MEZCLAS EXPLOSIVAS EN BASE AL DIÁMETRO DE PERFORACIÓN
ANFO HA 37 HA 46 HA 55 HA 64Pe (gr / cc) 0.82 1.14 1.22 1.28 1.28
(Pulg.) ANFO HA 37 HA 46 HA 55 HA 649.0 33.67 46.82 50.10 52.57 52.579.9 40.42 56.19 60.13 63.09 63.0910.0 41.57 57.80 61.85 64.90 64.9011.0 50.30 69.94 74.84 78.52 78.5211.5 54.98 76.44 81.80 85.82 85.8212.0 59.87 83.23 89.07 93.45 93.45
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
COSTO DE MEZCLAS EXPLOSIVAS EN BASE A DENSIDADES LINEALES Y DIÁMETRO DE PERFORACIÓN
Diámetro ANFO HA 37 HA 46 HA 55 HA 64(Pulg.) 0.82 1.14 1.22 1.28 1.28
9.0 8.84 12.75 13.81 14.66 14.839.9 10.62 15.30 16.57 17.59 17.8010.0 10.92 15.74 17.05 18.09 18.3011.0 13.21 19.05 20.63 21.89 22.1511.5 14.44 20.82 22.54 23.93 24.2112.0 15.72 22.67 24.55 26.06 26.36
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
COSTOS POR TALADRO (HA64)
Con un diámetro de 12.0 pulg incrementamos el costo de explosivo en US$ 33.13. Actualmente nuestro costo por taladro es US$ 276.76
Diámetro Long. Carga Costo/metro Costo/Tal.Pulg. (m) U.S.S U.S.S9.9 11.00 17.80 195.7510.0 11.00 18.30 201.3511.0 11.00 22.15 243.6312.0 10.50 26.36 276.76
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
COSTOS POR TALADRO (HA37 y HA46)
Actualmente, nuestro costo por taladro en el nivel inferior, es de $276.76, lo cual podemos reducirlo, en función al diámetro y explosivo empleado.
DiámetroLong. Carga Costo/m
HA37HA 37 Costo/Tal. HA37
Costo/m HA46
Costo/Tal. HA46
pulg. (m) U.S.$ U.S.$ u.s.s U.S.S9.9 11.00 15.30 168.34 16.57 182.2910.0 11.00 15.74 173.15 17.05 187.5111.0 11.00 19.05 209.51 20.63 226.8812.0 11.00 22.67 249.34 24.55 270.01
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
AHORROS CON HA37 y HA46
Llegando a un diámetro equivalente de 10.0pulg, podemos obtener un ahorro entre US$ 103.61 y US$ 89.25 con Mezclas explosivas de HA37 y HA46 respectivamente por taladro.
Diámetro Corto/Tal. HA37 AHORROS/Tal Costo/Tal. HA46 AHORROS
pulg. U.S.S HA 37 U.S.$ HA 469.9 168.34 108.42 182.29 94.4710.0 173.15 103.61 187.51 89.2511.0 209.51 67.25 226.88 49.8812.0 249.34 27.42 270.01 6.75
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
CONDICIONES OPTIMAS EN EL PROCESO DE FRAGMENTACION DISPAROS SIN CARA LIBRE:
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
SECCIÓN TRANSVERSAL DE DISPARO CON CARA LIBRE
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
DISPAROS CON CARA LIBRE
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Gráfica Nº 1.- Tiempo de taladros e histrograma de acoplamientos.
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Gráfica Nº 2.- Disposición de líneas de Isotiempos
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Gráfica Nº 3.- Dirección de Apilamiento de Material
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Foto Nº 01: Proyecto Antes de la Voladura
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Foto Nº 02:Proyecto Después de la Voladura
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Foto Nº 03: Proyecto Apilamiento y Fragmentación del Material
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Foto Nº 04: Apilamiento y Fragmentación del Material
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESULTADOS DE VIBRACIONES
Gráfica A: Comportamiento de la Vibración
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
RESULTADOS DE VIBRACIONES
Gráfica B: Comportamiento de la Vibración
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
El Diámetro Equivalente promedio en el sector de yeso es de 12.09pulg.
Nuestro factor de potencia, se encuentre por encima del estándar (0.5Kg/TM).
Llegando a un diámetro equivalente de 10.0pulg.
Podemos obtener un ahorro entre US$ 103.61 y US$ 89.25 con Mezclas explosivas de HA37 y HA46 respectivamente por taladro.
Tenemos buenos índices de fragmentación, pero con un costo bastante alto. Empleo no adecuado de la energía explosiva.
Material de taco no adecuado para la potencia del explosivo de diseño.
Durante las voladuras, se puede observar golpe en el aire, más no vibraciones, debido a la fuga de energía hacia arriba.
CONCLUSIONES
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
Continuar con las pruebas de brocas de diámetro de 9 7/8 de pulg. con fines de disminuir el diámetro real o equivalente, este punto, nos va a permitir realizar una reducción en el Factor de potencia y Costo de Voladura por Tonelada rota.
Como una sugerencia temporal, en lo posible tratar de emplear cargas espaciadas (Deck) para minimizar el costo de voladura y obtener una mejor distribución de la energía explosiva.
Todos los Proyectos en la zona de yeso, deben ser disparados con Cara Libre.
RECOMENDACIONES
CONTRATISTAS SACCENTRO DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL EN MINERÍA
En taladros secos, esta condición se presenta cuando se ha realizado un determinado número de disparos en el nivel, tratar de realizar pruebas con HA46, HA35/65 y HA37. Estos explosivos tienen similar VOD y Potencia de Detonación que los HA55 y HA64.
Hacer el estudio del material de taco para un mejor confinamiento del explosivo.
En taladros con agua, emplear siempre el sistema bombeable de carguío. Desarrollar estándares en función a factores de energía, Velocidad de Detonación y Potencia de Detonación de las mezclas explosivas relacionándolos con los parámetros geomecánicos establecidos para cada formación rocosa de la mina.
RECOMENDACIONES