Octu Oc tubr bre e - 20 2016 16
Ing. Ronald J. Hernández Velásquez CIP 178479
1. Introducción
El uso de explosivos en la industria minera forma parte de un proceso intrínsecamente peligroso. Estos riesgos se han estudiado en los últimos años y los métodos modernos en minería han evolucionado para minimizar los riesgos inherentes de las voladura bajo la mayoría de condiciones.
El presente trabajo ha sido desarrollado con la finalidad de ayudar en el uso seguro de los explosivos en situaciones en las que puede existir un peligro específico adicional debido a la posible reacción no deseada entre un explosivo y la roca que se desea disturbar .
Bajo ciertas situaciones, las reacciones no deseadas pueden dar lugar a detonaciones prematuras con resultados potencialmente fatales . Las reacciones pueden ser causadas por la química de la roca, la temperatura o una combinación de ambos.
1. Introducción
El uso de explosivos en la industria minera forma parte de un proceso intrínsecamente peligroso. Estos riesgos se han estudiado en los últimos años y los métodos modernos en minería han evolucionado para minimizar los riesgos inherentes de las voladura bajo la mayoría de condiciones.
El presente trabajo ha sido desarrollado con la finalidad de ayudar en el uso seguro de los explosivos en situaciones en las que puede existir un peligro específico adicional debido a la posible reacción no deseada entre un explosivo y la roca que se desea disturbar .
Bajo ciertas situaciones, las reacciones no deseadas pueden dar lugar a detonaciones prematuras con resultados potencialmente fatales . Las reacciones pueden ser causadas por la química de la roca, la temperatura o una combinación de ambos.
1. Antecedentes
Similar al incidente en YA 3922 – 3922 – Stock Huamanchumo (010616) ‘Se observó gases naranjas y rojos después de tapar los taladros’
Similar al incidente en YA 3922 – 3922 – Stock Huamanchumo (140416) ‘Corte de Cordón Detonante por derrumbe de taladro, nunca se encontró la línea de fondo ni el booster’
Evento de incendio en perforadora PV 026 – Tajo Chaquicocha 3770 (090412) * En este caso en particular en taladro se comportó como ‘normal’; sin embargo, se tenía alta concentración de azufre nativo en la zona.
3. Condiciones de Terreno Cuando se trata con terrenos de elevada temperatura y/o reactivos, existen 04 condiciones principales que aplican:
Zona de tajo Yanacocha Stock Huamanchumo (Concentración de Sulfuros de Fe)
T° > 50°C
3.1 Aspectos Geológicos Zona Stock Huamanchumo
El material que conforma el Stock Huamanchumo comprende sulfuros transicionales profundos (Deep Transitional) proveniente de los niveles inferiores del tajo Yanacocha (7.5 años de compactación en promedio – marzo 2009).
Ley promedio: > 2 gr/ton de AuFa (alta ley para procesar mediante Gold Mill). > 1,500 ppm CuCn (elemento contaminante).
El material presenta un alto contenido de azufre en sulfuros (SS > 10%) , lo cual genera que la temperatura se eleve potencialmente.
Contienen minerales tipo enargita, calcocita, covelita y pirita principalmente (FeS 2); además de alteraciones de sílice masiva, alunita, tufos y brechas hidrotermales.
El porcentaje de azufre en sulfuros (%SS) se obtiene por un cálculo matemático: se resta el azufre total menos el azufre en sulfatos (SO 4).
El principal interés de tener una cifra de %SS es por su casi directa correlación con el % de Pirita (% de pirita es el doble del %SS) , mineral que es responsable de las reacciones exotérmicas y generación de aguas ácidas (pH = 1 – 2)
3.2 Ubicación del Caso de Estudio
Zona de diseño de mallas de perforación.
Vista 2: YA Layback ‘Stock Huamanchumo’
Vista 1: Tajo Yanacocha
Frente de Minado: 10 m Septiembre 2016
Bolonería generada (aprox. 2 x 4 m)
Nódulos de Sulfato de Cu
4. Plan de Minado - Contenido de Au (koz)
Tonelaje inicial Stock Huamanchumo:
6 millones (6,093.4 Kton).
Contenidos en 11 bancos de 10m (Del 3952 al 3852).
De acuerdo al plan proyectado para el 2016 (kton):
Para fin del presente año se debe minar 4,135.80 kton del stock Huamanchumo.
La proyección hasta julio es de 2,406.9 kton; sin embargo, el tonelaje real minado fue de 1,249.35 kton que representa sólo el 52% respecto al plan.
De acuerdo al plan proyectado para el 2016 (Au koz):
Para fin del presente año se debe recuperar 183.5 Au koz.
La proyección hasta julio es de 106.5 Au koz; sin embargo, lo real recuperado fue de 58.1 Au koz que representa sólo el 55% respecto al plan.
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
350,3
327,7
350,3
339,0
350,3
339,0
350,3
350,3
339,0
350,3
339,0
350,3
Au, gpt
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
2,23
AuMR, %
62%
62%
62%
62%
62%
62%
62%
62%
62%
62%
62%
62%
62%
15,5
14,5
15,5
15,0
15,5
15,0
15,5
15,5
15,0
15,5
15,0
15,5
183,5
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Total
-
-
-
-
1.249,35
Plan de minado 2016 Toneladas plan (kt)
Au koz plan
Total 4 135,80
Plan de minado proyectado 2016 (tonelaje y onzas) del stock de sulfuros transicionales profundos.
Resultados de minado (hasta julio 2016)
Jan
Toneladas reales (kt)
198,0
Au, gpt AuMR, % Au koz real
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
190,2
53,9
259,8
191,5
143,4
212,5
1,97
1,92
1,52
2,20
2,31
2,58
2,99
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
2,29
69,8%
61,6%
57,6%
57,6%
57,6%
57,6%
74,2%
0,0%
0,0%
0,0%
0,0%
0,0%
63,5%
8,7
7,2
1,5
10,6
8,2
6,8
15,1
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
58,3
-
Resultados de minado hasta julio 2016 (tonelaje y on zas) del stock de sulfuros transicionales profundos. Fuente: Planeamiento Mina.
Cabe resaltar que el cambio en el cumplimiento del ‘Plan de Minado de Stock Huamanchumo’ obedece a temas distintos al de P&V, como son el tipo de mezcla necesario para su procesamiento en planta ( Blending).
El tonelaje faltante se completó con material de Stock Milagritos (también de sulfuros transicionales profundos, proveniente del tajo Chaquicocha ) y óxidos de los Tajos Yanacocha y La Quinua, logrando cubrir así el tonelaje proyectado para cada mes.
El plan de minado inicial para este stock no contemplaba presupuesto de P&V ya que se trataba de material de relleno (re-handle) ; sin embargo, debido al grado de compactación de este material a lo largo de los año las labores de Carguío y Acarreo se vieron afectadas directamente en la productividad .
De este modo las labores de P&V en esta zona se convierten en necesarias para poder cumplir con la producción anual de onzas Au.
Los trabajos de P&V en este tema comenzaron de manera continua el mes de Abril-16 (hubo requerimientos puntuales en enero-16 y julio-15).
Para el presente año, el minado del Stock Huamanchumo representa un 29% del target total de onzas Au a producir (642,053 Au oz).
Actualmente, el plan de minado de esta zona se ha modificado desde agosto-16 y de acuerdo a las nuevas proyecciones se extiende hasta enero 2018, teniendo su punto más alto el 2017.
5. Monitoreo de Elementos de Riesgos Debido al alto riesgo de detonación prematura asociado con el uso de explosivos en terrenos calientes y/o reactivos existe una serie de indicadores claves que la actividad minera debe controlar constantemente. Si alguno de estos indicadores es encontrado se debe realizar una evaluación detallada de los riesgos, incluyendo muestreo y pruebas de campo ; a medida que el minado avanza la evaluación de riesgos debe revisarse periódicamente. Además de los datos históricos, los indicadores claves a tener en cuenta son:
Presencia de sulfuros dentro de roca mineralizada (normalmente mayor a 1%) .
Presencia de sales blancas y amarillentas en la roca , indicador de que la oxidación se está llevando a cabo.
Condiciones ácidas (por lo general como resultado de la oxidación), filtraciones de aguas color marrón, amarillo – rojo.
Desgaste significativo en columnas de perforación y componentes de carguío en equipos de minado, esto ligado generalmente a un terreno corrosivos y abrasivos.
Combustión / emanación de gases sulfurosos ( tóxicos) espontánea del material ya sea desmonte o mineral, especialmente cuanto este es expuestas al aire.
Olor característico del gas dióxido de azufre (SO2), causado por la oxidación del sulfuro presente en la roca.
Temperatura elevada del terreno y taladros.
6. Química de Terreno Reactivo La reacción de nitratos con minerales de sulfuro es un proceso auto -catalizado que puede, después de algún tiempo de inducción, i nducción, conducir a una descomposición exotérmica fuera de control incluso si la temperatura inicial del terreno es la del ambiente.. ambiente Actualmente, el principal nitrato usado en la industria industria explosiva es el nitrato de amonio (NH4NO3); pero también se cuenta con mezclas mezcl as en base a nitrato de calcio y nitrato de sodio. A continuación continuación se describe de manera resumida el esquema de reacción :
6.1 Química de Terreno Reactivo
La oxidación natural de sulfuros de Fe (como la pirita) por el oxígeno presente en la atmósfera (meteorización) genera soluciones de iones ferrosos y ácido sulfúrico, siendo esta reacción de tipo exotérmica.
Esta reacción ocurre cuando los sulfuros son expuestos al aire por grietas, por taladros, en la pila post voladura y en las paredes del tajo. tajo. No se requiere de la presencia de nitrato para que esta reacción ocurra.
Esta reacción es exotérmica y puede dar lugar a taladros cali entes para minerales particularmente reactivos, el incremento de temperatura puede ser tan mínimo como de 2 °C o tan alto como por encima de los 100° 100° C.
6.2 Química de Terreno Reactivo
En contacto con nitrato de amonio, amonio, los iones ferrosos y el ácido sulfúrico catalizan la descomposición del nitrato.
El óxido nítrico y los iones de hierro producidos en esta etapa reaccionan con más pirita, generando más iones férricos y ácido sulfúrico. Ahora sulfúrico. Ahora el proceso proceso es de tipo autocatalítico.
6.3 Química de Terreno Reactivo
A pesar que estas reacciones son exotérmica, la velocidad puede ser inicialmente tan lenta que poco o ningún aumento de temperatura es detectable .
Esto es debido a que aún no se han generado suficientes componentes catalizadores (principalmente óxido nítrico); pero cuando la concentración de estos elementos llega a su nivel crítico la velocidad de reacción se incrementa bruscamente y el calor generado hace que la temperatura se vuelva tan alta que una descomposición rápida y potencialmente violenta del nitrato de amonio remanente es inevitable.
Se requiere de condiciones específicas para que la reacción progrese a una detonación del producto explosivo; pero esto no es un argumento válido para no tomar control sobre la perforación y voladura en zonas de terreno reactivo.
7. Gestión del Riesgo 7.1 A través de Prácticas Operativas Una vez que el terreno ha sido identificado como reactivo (delimitación), los procedimientos en P&V tienen que ajustarse a la nueva condición con el fin de reducir al mínimo los riesgos antes mencionados . Los puntos principales a evaluar son:
1. Entrenamiento, debe realizarse difusión de condiciones de riesgo y controles asociados a todo el personal operativo involucrado en el proceso. 2. El tiempo en que el producto explosivo esté cargado en terreno reactivo (sleep time) debe ser el mínimo para reducir la exposición de productos en base a nitrato. 3. No distribuir accesorios de voladura encima de taladros calientes, esto es un ri esgo que no se debe asumir.
4. Monitoreo constante de temperatura del terreno.
Incluso después de haber perforado la zona ya que el taladro (sin carga) puede haber aumentado su temperatura debido a la exposición de sulfuros, se recomienda revisión cada 30 min.
Es importante registrar este tipo de temperaturas (min. / máx.) ya que la data puede utilizarse en un proceso de mapeo para zonas reactivas.
5. Posterior al carguío con explosivos y previo al tapado de taladros la temperatura también debe ser controlada para identificar algún potencial de reacción.
Termómetro infrarrojo (Tipo pistola).
Emanación de gases nitrosos durante el carguío (Producto inhibido).
6. La secuencia de carguío debe comenzar desde el punto de inicio de disparo (taladro cero), esto permite que la malla pueda amarrarse y dispararse rápidamente ante cambios de temperatura repentinos (reacciones) o el tiempo recomendable de exposición se aproxime (sleep time). 7. El tapado de taladro NO debe realizarse con el mismo cutting de perforación , puesto que este material fino presenta mayor superficie expuesta para entrar en contacto con el explosivo.
Por principio, al incrementar el área de superficie de contacto entre dos materiales potencialmente reactivos se aumente significativamente la probabilidad y velocidad de reacción.
8. Con base en el principio antes mencionado, NO se debe rellenar taladros con exceso de longitud utilizando cutting . Para este fin se debe emplear material inerte o elementos generadores de cámaras como blast-bags / taponex.
9. Minimizar el derrame de mezcla explosiva en superficie, esto es debido a que al producirse la reacción se liberan gases tóxicos como nitrosos y sulfurosos lo cual afecta directamente al personal involucrado en el proceso de voladura. 10. La secuencia del disparo debe priorizar la generación de cara libre , evitar secuencias que generen zonas confinadas lo cual puede contribuir a ocasionar tiros fallados. 11. Personal operativo debe utilizar respiradores con filtros apropiados y el área de trabajo debe contar con equipos de monitoreo para gases , de modo tal que los límites críticos puedan ser detectados con anticipación.
7.2 A través de Separación Física Se debe considerar el uso de barreras que previenen el contacto entre el terreno y la mezcla explosiva. 1. Como opción principal se cuentan con mangas (tipo estándar). Sin embargo, se deben evaluar las limitaciones que esto conlleva :
Las mangas pueden romperse en el interior del taladro (durante el carguío especialmente) exponiendo la mezcla explosiva estándar (no inhibida) a terreno caliente y/o reactivo.
El tiempo de carguío se incrementa debido a la manipulación extra que se requiere para la instalación de este dispositivo en cada taladro, para el caso en particular esto no es beneficioso.
No se recomienda el uso de este control por sí solo, ya que bajo ciertas circunstancias brinda falsas expectativas de seguridad.
2. Otra opción es el uso de explosivo encartuchado donde el plástico exterior actúe como barrera física. Normalmente esta opción aplica para proyectos pequeños (tanto en número de taladros y ø) debido a que su principal limitante es el costo y la logística involucrada. Además, el recubrimiento puede no siempre ser resistente al corte en interior del taladro.
Para el caso de Stock Huamanchumo, además se aplicó por separado los siguientes accesorios: 1. Mangas especiales, compuestas de polietileno con resistencia térmica certificada hasta 70° C durante 7 hrs; así como, con propiedades de alta resistencia a la abrasión, ruptura y rasgado. La aplicación en campo de este accesorio se realizó con la finalidad principal de hermetizar el taladro para evitar pérdida de mezcla explosiva (inhibida) por grietas; así mismo, poder beneficiarse de la separación física a lo largo del taladro. Instalación de manga
Nunca utilizar mangas como único control, brinda una falsa expectativa de seguridad.
2. Separador de Gravilla, compuesto de poliestireno de alto impacto. La finalidad del dispositivo es evitar la dilución de la mezcla explosiva con el material de tapado (cutting o stemming) , ya que de ocurrir esta contaminación se afectan las propiedades energéticas producto.
En la práctica este dispositivo es de útil ayuda para lograr la separación física al momento de utilizar cutting, observandose resultados positivos en campo. En términos de costos, el precio unitario de este accesorio es considerablemente menor frente a la preparación / transporte de stemming .
Modo de uso
7.3 A través de Selección de Explosivos
La forma más efectiva de controlar el riesgo asociado con terreno caliente y/o reactivo es mediante la correcta selección del producto explosivo. Actualmente, el producto más idóneo en el mercado es la emulsión inhibida que tiene la propiedad de suprimir químicamente la reacción entre nitratos y s ulfuros. Previo a la puesta en marcha a gran escala, se debe monitorear que el producto trabaje dentro de los parámetros especificados en las hojas técnicas; para lo cual es necesario realizar pruebas de compatibilidad con el terreno en cuestión .
Al inicio del proyecto, se recomienda realizar pruebas del producto seleccionado en taladros no reactivos; de modo tal que se pueda registrar el comportamiento de densidades finales, VOD y resultados post voladura para las diferentes opciones de mezclas.
Debido a que el compuesto inhibidor está presente en la emulsión, una mezcla explosiva con mayor % de este agente tendrá mayor margen de seguridad (mayor ‘sleep time’).
Para el caso de Stock Huamanchumo, se emplearon mezclas explosivas en base a ‘Emulsión Inhibida – TCG’ El requerimiento de emulsión inhibida gasificada se hace efectiva el mes agosto, teniendo como principales características:
Diseñada para uso en terrenos con presencia de sulfuros reactivos y taladros calientes.
Contiene un inhibidor en una adecuada proporción que minimiza la reacción del explosivo con la pirita (pero no la previene) y además un agente orgánico estabilizante de naturaleza polimérica que permite la estabilidad de la emulsión a temperaturas de hasta 80° C por un tiempo no mayor de 12 hrs (* referencial).
‘Sleep times’ mayores a 12 hrs son sólo recomendables bajo previa prueba de laboratorio.
Emulsión de tipo ‘Gasificable’ (aplicando nitrito de sodio) .
Diseño de Cargas:
YA 3912 PRODUCCIÓN CORDÓN DETONANTE (REFORZADO – 10P) DENSIDAD 2.1 PRODUCCIÓN (BXS: 5.0 X 10.0) Malla: 601_625_626_627_10 5/8” VER GRÁFICO 01 UTILIZAR MANGAS PARA EL CARGUÍO
GRÁFICO 01 (FC Teórico – 0.342 kg/ton)
CORDÓN DETONANTE (REFORZADO – 10P) 100% Cutting Taco 5.5 m
CONO RETENEDOR SEPARADOR DE GRAVILLA
ME 82 (TCG + Q) (DENSIDAD FINAL 1.10)
Pre – Voladura: 1
3
Tiempo Esponjamiento: 20 min. 2
4
Pre – Voladura: 5
Tapado de taladros con tubería de PVC (3.0 m), esto minimiza el riesgo de corte de líneas de fondo.
6
7
Pre – Voladura: Colocación de plastas Emulsión Encartuchada (Ø 3’’ x 16’’)
1
2
3
4
Controles Paralelos: Registro e interpretación de datos
HA 82, YA 3912 (09/08/16) T° Máxima sin explosivo T° Máxima con explosivo %SS Máximo Elevación máxima
# Taladro Temperatura (°C) 61 56 243 53 273 44 243 4
%SS 3.8 6.5 8.9 6.5
Controles Paralelos: Toma de Viscosidad (Emulsión)
Viscosidad tomada Viscosidad tomada del cisterna post bomba 33000 cP
38000 cP
37200 cP
41200 cP
34600 cP
41800 cP
Viscosidad estándar de 25,00 cP. Se solicitó incrementar para obtener una mezcla más compacta en el taladro.
7.4 A través de Selección de Accesorios de Inicio
Como guía práctica, los actuales sistemas de iniciación (detonadores nonel y electrónico) no se deben exponer a temperaturas cercanas a los 70 ° C (de acuerdo a las hojas técnicas).
Para temperaturas mayores la información del mercado referente a sistemas de iniciación es escasa, principalmente en lo que a detonadores se refiere.
En el caso de altos explosivos iniciadores, en especial el booster, pueden contener nitratos; por lo tanto, se deben tomar todas las precauciones descritas para le trabajo en terrenos calientes y/o reactivos.
Para el caso del booster, se recomienda trabajar con un revestimiento capaz de soportar el entorno químico y las temperaturas observadas en campo . Este revestimiento puede tratarse de envases de metal, plásticos para alta temperatura entre otros.
Para el caso de Stock Huamanchumo, la selección del sistema de inicio se basó en el siguiente análisis:
Respecto al detonador Nonel como el Electrónico, de acuerdo a hojas técnicas no se deben exponer a más de 70 °C. Pasado este rango la carga interior puede estar expuesta a detonación espontánea; además; se debe tener en cuenta que los componentes internos pueden alterarse ocasionando problemas de inicio (tiros fallados); especialmente en sistemas electrónicos que involucran condensadores y procesadores.
En los años 2014 y 2015 se realizaron disparos puntuales para el ‘Proyecto de YA Verde (Cu)’ con fines de pruebas metalúrgicas, siendo esta zona la más cercana del cual proviene el material de Stock Huamanchumo. * (Temperaturas < 50 °C) En estos disparos se pudo identificar que debido a la alta abrasividad y presencia de agua ácida (corrosión) en el terreno las líneas de fondo de los detonadores electrónicos se dañaban (cortes y rasgaduras) llegando a tener considerables fugas de energía por taladro obligando a utilizar ‘back ups’, cabe resaltar que se contaba con productos reforzados en lo que respecta a líneas de fondo.
En el caso de Cordón Detonante y Booster (Pentolita), su elección se basó en l a información de puntos de fusión y auto-ignición los cuales están directamente ligados a la descomposición y detonación respectivamente. Para tal caso se hizo un cuadro comparativo:
Compuesto Explosivo HMX Ázida de Plomo Pentrita TNT
Punto de Fusión
Punto de Auto-Ignición
275 °C 350 °C
NA NA
140 °C
190 °C
80 °C
470 °C
Comentario - Presente en el tubo de choque nonel. - Presente como carga primaria en detonadores. - Presente como carga base en detonadores. - Alma del cordón detonante. - Presente en 60% del Booster tipo Pentolita. - Presente en 40% del Booster tipo Pentolita.
Además, para nuestra singular condición, el Cordón Detonante (10P Reforzado) tiene el beneficio adicional de brindar mayor resistencia física debido al revestimiento compacto y la simplicidad con la que funciona. Desde el punto de seguridad esto contribuye a minimizar la posibilidad de tener tiros fallados.
Diseño de Amarre:
‘Cara libre’
Última fila: ‘Bolonería’
Proceso de Voladura: 1
2
INICIO
3
4
Post - Voladura: 1
2
Diámetro de Esferas 9.8” – Zona de Producción
3
Diámetro de Esferas 9.8” – Zona de Producción
4
Diámetro de Esferas 9.8” – Zona de Bolonería
Diámetro de Esferas 9.8” – Zona de Bolonería
8. Muestreo y Pruebas de Terreno La toma de muestras y pruebas de reactividad son actividades cruciales para la buena gestión de operación en condiciones anómalas. Se debe considerar:
Realizar pruebas de compatibilidad química para determinar si los minerales que contienen sulfuros de hierro son reactivos. Se lleva a cabo en laboratorio.
Realizar pruebas de compatibilidad directa entre nitrato de amonio y el terreno. Llevar a cabo en laboratorio y terreno (para simular las condiciones reales).
En el caso de optar por productos inhibidos (emulsión), es fundamental primero realizar pruebas de laboratorio y campo para su fabricación y uso final en mina respectivamente. Cada terreno es una condición singular debido a la variación en concentración de sulfuros de hierro.
Estas pruebas normalmente aplican con testigos y/o detritus de perforación.
Las muestras de minerales para las pruebas deben ser selecc ionados con el asesoramiento del geólogo de mina.
Para el caso de Stock Huamanchumo, adicionalmente se realizó:
Muestreo específico de cada taladro en zona de stock ‘Deep Transitional’, donde se adiciona el % de SS dato crucial para la toma de controles.
Cuando este indicador (% SS) es mayor a 4% los sulfuros de hierro están presentes en una concentración considerable y deben ser tratados como reactivos.
Por debajo de estos valores implica que los sulfuros de hierro están dis eminados, por lo que el blast-hole experimentará un cambio de temperatura pero no llegará a ser considerado como ‘taladro caliente’ (T < 50° C).
8.1 Pruebas con agua en el taladro
Esta prueba se llevó a cabo in-situ y tenía por finalidad determinar si era seguro o no el uso de agua durante la perforación de taladros . Al inicio del proyecto se partió con la premisa de NO usar agua en el proceso de perforación, debido a que:
De acuerdo a la revisión de la fuente, bajo ciertas condiciones de humedad (%) se puede contribuir a la reacción exotérmica (sobre todo si el agua permanece estática en la zona). Básicamente, se trató de un tema de seguridad.
Sin embargo, el NO contar con agua durante el proceso de perforación traía fuertes desventajas operativas como: Taladros cortos por tema de ‘armado’, velocidad de penetración deficiente y desgaste prematuro de aceros.
Por tal motivo, se decide llevar a cabo la prueba la cual se detalla a continuación:
1
Se registra los datos del taladro y T° inicial (1)
2
Se registra los datos del taladro y T° inicial (2)
3 Se rellena con agua a los dos taladros (cisterna) y se evidencia que el fluido se disipa por las grietas del terreno.
(Prueba 1)
% SS = 4.87
En ambos casos se evidencia que el agua en un inicio deprime la T° y con el paso del tiempo esta se incrementa llegando a un valor cercano del inicial.
(Prueba 2)
Pasada las 5 hrs de monitoreo la temperatura se mantiene constante (mínima fluctuación). Al día siguiente (7:00 am) ambos taladros registraban valores de T° similares a los del inicio de la prueba. En consecuencia, se autoriza la perforación con agua (normal).
% SS = 4.91
8.2 ‘La Prueba del balde’
Esta prueba se llevó a cabo en in-situ y tenía por finalidad:
Determinar Grado de compatibilidad de la ‘Mezcla Explosiva Estándar’ con el terreno. Normalmente se aplica ME 73 ó 100% Emulsión, en ambos casos gasificado.
Determinar Grado de compatibilidad de la ‘Mezcla Explosiva Inhibida’ con el terreno. Esto nos permitió determinar que ME seleccionar y si aún podíamos contar con el beneficio de gasificar.
Determinar el ‘Sleep time’ promedio para nuestra singular condición.
Por tal motivo, se decide llevar a cabo la prueba la cual se detalla a continuación:
Prueba 1: Emulsión G sin nitrito de sodio (Estándar)
Se separó cutting de la zona identificada como reactiva y se registraron l os datos:
1
T° del taladro: 46 °C % SS: 5.26 % T° Cutting fuera del taladro: 15.9 °C
En un balde de 5 L se procedió a verter primero 50% de cutting y l uego 50% de emulsión, ambos materiales fueron mezclados para simular condiciones de taladro cargado. Se monitoreó la reacción y temperatura cada hora.
2 3
Δ T° = + 26 °C ΔT=4h
10:00 horas
12:00 horas
11:00 horas
• Al día siguiente
(9:00 am) la apariencia se mantuvo y la T° fue la del ambiente. 13:00 horas
14:00 horas
Monitoreo de reacción (color y gases) y temperaturas.
Prueba 2: Emulsión G + nitrito de sodio (Estándar)
Se separó cutting de la zona identificada como reactiva y se registraron l os datos:
1
T° del taladro: 55 °C % SS: 7.93 % T° Cutting fuera del taladro: 23.1 °C
En un balde de 4 L se procedió a verter primero 50% de cutting y l uego 50% de emulsión, ambos materiales fueron mezclados para simular condiciones de taladro cargado. Se monitoreó la reacción y temperatura cada hora.
2
3
Δ T° = + 62.6 °C ΔT=5h
09:35 horas
12:35 horas
10:35 horas
13:35 horas
11:35 horas
14:35 horas
• Al día siguiente (9:00 am)
esta fue la apariencia que se encontró y la T° fue la del ambiente.
Prueba 3: ME 82 (TCG + NA Q + nitrito de sodio) – (Inhibida) Ubicación
Número malla
YA_3912
de
Número de talado
Longitud de taladro
601
68
10 m
Temperatura del taladro
% SS
Camión
Mezcla explosiva
43°C
6.778
Q -203
HA – 82 Emulsión TCG con nitrato Quantex (densidad 1.1)
Resultados El taladro t enía una temperatura inicial de 43°C; el control de la mezcla se inició a las 11:13am y terminó a las 5.36pm antes de la voladura. Durante la prueba, se mostró un incremento de temperatura durante las 4 primeras horas, para luego descender. Observaciones El cutting obtenido tenía granulometría muy gruesa (una pulgada aproximadamente), lo cual dificultó la mezcla con el explosivo (el material de cutting era sumamente duro). La muestra no most ró diferencias significativas durante la prueba. Al día siguiente tuvo una temperatura de 30°C, con un líquido rojizo en medio, y al revolver la muestra tenía 23°C al fondo de la mezcla.
Δ T° = + 11 °C Δ T > 12 h
Mezcla inicial
9. Prácticas para ‘Reducción de Temperatura’ De ser necesario controlar la temperatura del terreno hasta alcanzar valores adecuados para el uso explosivos, evaluar las siguientes alternativas:
En terrenos ‘Reactivos’ aplicar lavado de taladros con soluciones inhibidoras. Ejemplo: 20% Urea o Soda en solución.
En terrenos ‘No Reactivos’ pero de ‘Temperatura Elevada' se puede aplicar agua en el taladro como forma de control inmediata.
En el caso de terrenos que contienen ‘elementos con bajo punto de auto -ignición’, como el ‘Azufre’, se debe aplicar agua constante durante el proceso de perforación; así mismo, evaluar el uso de diluyentes inertes como ‘Cal’ en solución.
Este es el caso puntual del tajo Chaquicocha , las concentraciones de ‘SS’ hasta la fecha están muy por debajo de 4%; por otro lado, la concentración de ‘Azufre Nativo’ es significativo (> 10%). Por lo tanto, en esta zona la concentración de sulfuros de Fe/Cu no representan riesgo alguno y el blast- hole se comportará como ‘normal’. Sin embargo, el riesgo será latente durante la perforación debido a que el polvo de azufre posee un punto de auto-ignición de 190 °C, valor que es factible de alcanzar producto de la fricción entre la broca y el terreno. En este particular caso SI se debe controlar el riesgo con el uso constante de agua ya que el azufre es un elemento hidrófobo .
En concentraciones por encima del 25% los equipos de minado deben contar con elementos supresores de ‘chispas’ para el control del riesgo.
Evento Tajo Chaquicocha - 090412 Long. de muestra ≈ 15’’
10. Conclusiones
El presente estudio tiene como finalidad proporcionar las bases para formalizar una ‘Guía Práctica’ referente a trabajos de P&V en ‘Terrenos Cal ientes y/o Reactivos’ .
Los casos históricos demuestran que en el pasado este tipo de condiciones singulares fueron identificadas y/o controladas después de un incidente. El mejor enfoque para lidiar con este tipo de terrenos es ser tan proactivo como fuese posible, minimizando los riesgos encontrados hasta lograr márgenes de seguridad aceptables que prevengan futuros incidentes.
Aún se tienen retos de ingeniería en mejorar y difundir sistemas de iniciación óptimos para este tipo de terrenos.
Como área motor del ‘Ciclo de Minado’, debemos fomentar la constante investigación que nos permita asegurar las reservas declaradas y cumpli r con la ejecución de planes de minado en los plazos estimados. Actualmente en MYSRL, uno de los principal proyectos de expansión que está en estudio se ubica en zona de sulfuros con contenidos de Cu – Au (Yanacocha Verde) donde tenemos el potencial de encontrar terrenos tipo reactivos. Nuestro compromiso es realizar un trabajo seguro y eficiente.
11. Bibliografía de Referencia
P Bellairs, “Explosive Ground Reactivity Indicators And Strategies To Overcome This Phenomena”, International Society Of Explosives Engineers (ISEE), 1997.
Code of Practice “Elevated Temperature and Reactive Ground Edition 3”, Australian Explosives Industry And Safety Group Inc. (AEISG), June 2012.
Prevención de Incendios y Explosiones por Azufre, Ministerio de Trabajo - Nueva Zelanda, Septiembre 1993.
