Voladura De Chimeneas

USO DE TALADROS LARGOS Y “DROP RAISING” EN VOLADURA DE CHIMENEAS Santiago Misari Perubar S. A.

INTRODUCCIÓN La mecanización actual en la minería nos permite desarrollar una serie de técnicas, las cuales tienen una alta incidencia en la productividad y eficiencia dentro de las operaciones mineras.

La perforación y voladura son operaciones unitarias que tienen estrecha relación en el proceso de minado, por lo tanto el diseño y ejecución de los mismos deben llevarnos a un resultado eficiente. Mediante el presente trabajo transmitimos las experiencias logradas en el uso de taladros largos y “Drop Raising” en voladura de chimeneas. La tecnología de perforación y voladura ha logrado avances muy importantes al implementar

equipos

de

alto

rendimiento.

Estos

dos

elementos

interrelacionados con las características Geomecánicas de las rocas van a determinar el éxito de una buena fragmentación de roca.

OBJETIVOS Ø Eliminar por completo los riesgos más altos en el avance de chimeneas de producción. Ø Eliminar el uso de andamios metálicos. Ø Acelerar el ciclo de minado. Ø Disminuir costos de perforación y voladura.

1

ASPECTOS GEOLÓGICOS Los cuerpos son depósitos de baritina, sulfuros masivos y stockwork emplazados en volcánicos.

Actualmente los yacimientos que están en producción son: Cecilia (Norte y Sur) y parte de Graciela.

El mineral económico de mayor importancia es la marmatita y esfalerita y en menor proporción la galena, lo acompañan como ganga la baritina, pirita y como roca encajonante tenemos tufos, lavas felsíticas y calcosilicatos.

2

TIPO DE ROCA Calcosilicatos Sedimentarios

Roca carbonatada de color gris verdoso con venilla de calcita.

Rampa

Tufos Sedimentarios

Detritus de orígen calcáreo

Roca Encajonante C.N. y C. S.

Lavas Fésicas Dacíticas Volcánicos

Color marrón, andesíticas

Roca Encajonante C.N. y C. S.

Cecilia

ASOCIACIONES MINERALOGICAS Baritina Zinc

Textura bandeada, esfalerita diseminada y en menor proporción galena, color gris claro

C. Norte

Pirita Zinc

Textura brechosa, marmatita, galena color gris oscuro

C. Sur

CLASIFICACION GEOMECANICA DE LA MASA ROCOSA MATERIAL

ZONA

RMR

Q

Densidad Compres. Calidad gr/cm³ Uniaxial MPa

Marmatita Cecilia galena y pirita Sur

60

4.22

4

70-150

Regular

Baritina, Zinc

Cecilia Norte

48

1.68

4.16

85-130

Regular

Baritina, Zinc

Cecilia Norte

40

0.65

4.16

85-130

Mala

Calcosilicato

Rampa Cecilia

38

0.43

3.35

80-150

Mala

Calcosilicato Tufo

Rampa Cecilia

30

0.2

3.35

75-120

Mala

3

TAJEOS DE PRODUCCIÓN

DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN OPERACIONES UNITARIAS PERFORACIÓN

4

CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS Y FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PERFORACIÓN DE TALADROS LARGOS

ESPECIFICACION NOMBRE MARCA ENERGIA TIPO MODELO – EQUIPO MODELO – MARTILLO N° PERSONA PER – ROT – AVAN

BARRIDO PRESION DEL AGUA (BAR)

EQUIPOS JUMBO

JUMBO

TRACK DRILL

TAMROCK

TAMROCK

INGERSOLL R.

ELECTRO HIDRAULICO

NEUMATICO

NEUMATICO

SOLO

SOLO

-

H 506 RTS

A 405 M

350 M

HL-500 S

L –410

L - 410

1

1

1

BAR

PSI

PSI

125 – 50 – 110

80 – 80 – 80

80 – 80 –- 80

AGUA

AIRE /AGUA

AIRE / AGUA

10 – 14

3–5

3–5

-

-

CONSUMO DE ENERGIA MOTOR 45 Kw., BOMBA 4 Kw., COMP. 7 Kw.= 56 Kw. BARILLAJE

L = 1.5 m. (MF)

L = 1.5 m. SOGA L = 1.5 m. SOGA

COPLA INCORP R32.

COPLA R32

COPLA R32

Ø=1¼

Ø=1¼

Ø=1¼

2”, 4” y 5”

2”, 4” y 5”

2”, 4” y 5”

SECCION PERFORACION

RADIAL 360°

RADIAL 360°

DESCENDENTE

TRASLADO

REMOLQUE

REMOLQUE

REMOLQUE

DIAMETRO DE BROCA

COMPLEMENTARIO

Chequeo Guiador, Nivelación y Centrado, Afilado de Brocas.

5

TIEMPOS DE PERFORACION CICLOS

JUMBO HIDRAULICO

JUMBO NEUMATICO

(12 BARRAS)

(12 BARRAS)

13’

30’

3’

4’

Recuperar Barras

15’

20’

Ciclo Total

31’

54’

Perforación Colocar Barras

PERFORACION EN TAJEOS

TIPO DE ROCA

JUMBO HIDRAULICO

JUMBO NEUMATICO

TRACK DRIL L

CALIDAD ROCA

Barras/ Guardia

Barras/ Guardia

Barras/ Guardia

Suave

100

63

38

Duro

58

37

12

Muy duro

36

23

7

Baitina, Zinc Pirita, roca, Zinc Plomo, Zinc, Roca, Pirita

VELOCIDAD DE PERFORACION EQUIPO VELOCIDAD PERFORAC. ( m/min.)

Ø BROCA

LONG. BARRA

PERFORAC. N° BARRAS NETA X GUARDIA

(Pulg)

(m)

( hrs )

JUMBO N° 4

1.3

2”

1.5

4h 42”

60

JUMBO N° 3

0.6

2”

1.5

3h 28”

34

JUMBO N° 2

0.6

2”

1.5

3h 57”

29

6

7

VOLADURA EQUIPO

: ANFOCAR CAPACIDAD 320 Kg. PRESION DE CARGUIO 30 Lbs / Pulg2

PERSONAL : 2 (MAESTRO Y AYUDANTE)

Las propiedades Geomecánicas de la masa rocosa tienen que ver con el rendimiento específico de determinado tipo de explosivo. •

Modulo Elástico: Capacidad para transmitir la energía.

•

Resistencia compresiva, la energía requerida: Facilidad para generar fracturas y desplazamiento de los fragmentos de rocas.

La cantidad y distribución de explosivo en un taladro está en función del diámetro de taladro, altura o profundidad de los mismos, malla (B x S), la proyecciones del material y las condiciones geológicas estructurales de la masa rocosa

EQUIPO ANFOCARD

8

DISTRIBUCIÓN DE CARGA EN UNA CHIMENEA CON EL DISEÑO ANTIGUO

9

PRIMERA PRUEBA METODO '' DROP RAISING '' Lugar : Mina Cecilia Norte Labor : Chimenea en tajeo " Z " del Niv. 990 al 1015 Fecha : 07 de Diciembre de 1998 UNIDADES

PARAMETROS

DIMENSIONES

1

2

3

4

altura ancho largo

Volumen roto Diámetro del taladro (1) Total taladros Prom .de profundidad Total metros perforados Velocidad de perforación Tiempo total Gravedad especifica del explosivo Explosivo por metro . Promedio de taco Total explosivos

m. m. m. m 3. mm. ( 2") un m. m. m. /hora horas grs./cc kgs. m. kgs.

Diámetro del taladro (2) Total taladros Prom .de profundidad Total metros perforados Velocidad de perforación Tiempo total Tiempo total de perforación Total m3. por metro perforado.

mm. ( 5¨ ) un m. m. m /hora horas horas m3/m

Total m3.por kg. de explosivo

m3/kg.

Equipo: Jumbo Neumatico PERFORACION DE ABAJO HACIA ARRIBA PERFORACION DE ARRIBA HACIA ABAJO

5.50 16.50 2.00 2.00 2.00 2.00 22.00 66.00 51.00 51.00 17.00 17.00 5.50 16.50 93.50 280.50 7.00 7.00 13.40 40.00 0.90 0.90 1.82 1.82 0.76 x 17 = 12.92 0.80 m.x 17 = 13.60 93.50 -12.92 = 80.58 m. 280.50 -13.60 = 266.90 m. 80.58m. x 1.82 kgs./m. = 147 Kgs. 266.90 x 1.82 kgs./m. = 486 127.00 127.00 3.00 3.00 5.50 16.50 16.50 49.50 2.50 2.50 6.60 19.80 13.40 hrs. + 6.60 hrs. = 20 hrs. 40 hrs. +19.80 hrs. = 59.80 hrs. 93.50 +16.50 = 110 m. 280.50 +49.50 = 330 m. 22 : 110 = 0.20 66 : 330 = 0.20 22 : 147 = 0.15 66 : 486 = 0.14

SEXTA PRUEBA - METODO " DROP RAISING " Lugar : Mina Cecilia Norte Labor : Chimenea en Tajeo "660 " del Niv. 965 Fecha: 27 de Enero de 1999 Responsable : Ing. Santiago Misari 1.- PERFORACION DE CHIMENEA DE ABAJO HACIA ARRIBA Dimensiones : altura 14.00 m. ancho 2.20 m. largo 2.20 m. Total volumen roto 67.76 m 3. 1.1. Diámetro de taladro (1) 51.00 mm Ø ( 2") Total taladros 17.00 Promedio profundidad 14.00 m. Total metros 238.00 m. Velocidad de perforación 7.00 m ./ hora ( con Jumbo Neumático ) Tiempo total 34.00 horas 1.2. Gravedad especifica de explosivo 0.90 grs/cc Kgs. Explosivo por metro 1.82 kg. Promedio de taco 0.50 m.x 17 = 8.50 m. Total explosivos 238 - 8.50 = 229.50 m. 229.50 x 1.82 = 417.70 kgs. 1.3. Diámetro de taladro (2) 127.00 mm ( 5") Total taladros 4.00 Promedio profundidad 14.00 m. Total metros perforados 56.00 m. Velocidad perforación 2.50 m ./hora (con Jumbo Neumático) Tiempo total 22.40 hrs. 1.4. Tiempo total del perforación 34.00 hrs.+ 22.40 hrs. = 56.40 horas Metro cubico por metro perforación 67.76/ 294,00 = 0.23 Metro cubico por kg. Explosivo 67.76/ 417.70 = 0.16

10

11

12

13

COSTOS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA EN CHIMENEAS CON JUMBO HIDRÁULICO

Altura del banco (m) Sección : ( m x m) N° Taladros 2” Ø Metros perforados por guardia Total metros perforados Costo de perforación 2" ($/m) talad. Costo de perforación de 2” ($/m) chim. N° Taladros 5” Ø Metros Perforados X Hora Metros Perforados X Guardia Total metros perforados Costo perforación ($/m) talad. Costo perforación ($/m) chim. COSTO TOTAL ($/m) tald. COSTO TOTAL PERF. ($/m) chim. COSTO DE VOLADURA ($/M) chim. COSTO ACROW COSTO TOTAL PERF. Y VOLAD. ($/m) * ** ***

DISEÑO ANTIGUO 15 2 x 2 15 74 225 8 120

DROP RAISING 1 15 2.2 x 2.2 17 74 255 8 136

DROP RAISING 2 15 2.2 x 2.2 17 74 255 8 136

3 2.5 13.5 45 14 42 22 162 21.7

4 2.5 13.5 60 14 56 22 192 26.4

6 2.5 13.5 90 14 84 22 220 19.0

14.2 197.9

218.4

239

* ** ALTO RIESGO: Chimenea ciegas y comunicados PERSISTE EL RIESGO: Solo en chimeneas ciegas SE ELIMINA RIESGO: en ambos casos

***

14

CONTROL DE VIBRACIONES EVENTO

TAJEO

CRUCERO

RAMPA

Trans

Vert.

Long.

Trans

Vert.

Long.

Trans

PPV (mm/s)

17,3

14,9

25,5

23,5

34,2

29,1

14,5

Frecuencia (Hz)

68

64

73

>100

>100

>100

>100

Tiempo (Seg.)

0,008

0,032

0,009

74,85

100.282

74,85

75.429 75.424 69.813

Aceleración Pico (mm)

1,01

0,901

1,41

2,74

4,48

2,88

2,17

5,32

1,76

Desplazamiento Pico (mm)

0,0362 0,0615 0,0634 2,42

1,85

3,08

4,48

4,41

5,95

ONDAS

Vector Resultante Pico (mm/s) Distancia de Medición (m) Carga por retardo (kg)

Vert.

Long.

>100

>100

30,8

37,4

35,3

18

18,5

16,5

45,8

3,9

3,9

COSTO POR NATURALEZA DE GASTOS

15

16

CENTRO DE COSTOS PERUBAR COSTOS DE PRODUCCION

COSTOS DE PRODUCCION

1999

2000

'000 USD

Cost Unit ($/t)

'000 USD

Cost Unit ($/t)

51,333 18,355

1.14 0.41

51,985 13,263

1.11 0.26

EXTRACCION Y CARGUIO

24,222

0.54

25,121

0.57

SOSTENIMIENTO

35,540

0.79

36,508

1.02

TRANSPORTE INTERNO

40,083

0.89

57,023

1.00

SERVICIOS AUXILIARES

30,553

0.68

30,530

0.68

RELLENO HIDRAULICO

145,368

3.23

111,970

2.33

GEOLOGIA

11,066

0.25

9,338

0.20

INGENIERIA

6,027

0.13

5,854

0.15

MANTENIMIENTO

20,564

0.46

16,041

0.39

SUPERVISION

14,178

0.32

12,331

0.31

TOTAL COSTO MINA

397,289

8.83

369,963

7.54

TOTAL COSTO CONCENTRADORA

148,367

3.23

138,174

2.98

TOTAL COSTOS INDIRECTOS

141,516

3.08

126,912

2.74

687,172

14.98

635,249

14.01

MINA

PERFORACION VOLADURA

COSTO TOTAL PRODUCCION

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CONCLUSIONES 1. Los métodos de perforación y voladura utilizando el Drop Raising, son indudablemente los más seguros en cuanto a protección del personal y equipo. 2. El éxito de la voladura depende del paralelismo de los taladros. 3. Para disminuir la desviación de los taladros debe cumplirse lo siguiente: •

Tener el equipo en buenas condiciones.

•

Usar barras estabilizadoras.

•

Capacitar al perforista e inculcarle las implicancias de una mala perforación.

4. Las vibraciones se minimizan mediante las voladuras controladas así mismo carga desacoplada, la que reduce la transferencia de energía. 5. Estos métodos de perforación y voladura nos han permitido agilizar el ciclo de minado. 6. Los costos de perforación tuvieron un incremento. 7. Los costos de voladura tuvieron una reducción.

REFERENCIAS 1. DETALLES POR CENTRO DE COSTOS – PERUBAR 2. MONTHLY REPORT – PERUBAR 3. ESTUDIO GEOMECANICO – MINAS CECILIA NORTE, CECILIA SUR PERUBAR – Ing° David Cordova 4. “EXPLOSIONS RESEARSH APPLIED TO MINE BLASTING” CW LIVINSTON MINING ENGINEERING – 1960

AND QUERRY

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