Ciclo de Minado-perforacion y Voladura

UNIVERSIDADNACIONALDEINGENIERIA FacultaddeIngenieríaGeológicaMinerayMetalúrgica EscuelaProfesionaldeIngenieríadeMinas MI115MétodosdeExplotaciónSubterránea Ciclo2017_I

CICLODEMINADO PERFORACIONYVOLADURA


CICLODEMINADO PERFORACION Desatadorocas VOLADURA ACARREOY TRANSPORTE

Ventilación

Ventilación

Desatadorocas/sostenimiento

SOSTENIMIENTO/

LIMPIEZA

RELLENO

Es elcicloo elcicloobligat bligat bligatorioqueserealiz orioqueserealiz orioqueserealizaenlaactividadminer aenlaactividadminera. aenlaactividadminer a. Dependiendodeltipodeterreno,aestecicloseleagregael sostenimiento/Relleno. Actividadescomplementarias:ventilación,drenaje.


CICLODEMINADO

- Perforación Desarrollos Desarrollosy y yPreparaciones Preparaciones

- Voladura

(frentes)

- Limpieza -Acarreo/T Acarreo/Transporte ransporte *Sostenimiento

- Perforación

- Voladura Explotación Explotación(tajos) (tajos)

- Extracción - Relleno(sielmétodolorequiere) -Acarreo/transporte


Importanciaderesultadosdelciclode minadoenlaeconomíadelamina Perforaciónyvoladura

Gradode fragmentaciónycalidad demineral(leyesde diseño).

Limpiezaytransporte

Afectadamayormente porelgradode fragmentación.Impacto directoenloscostos

Chancadoymolienda

Fragmentaciónimpacta enelgradodeliberación demineral.Impacto costos(energía) Flotación(recuperación Metalúrgica)

Nuevosparámetr osdel osdel métododeexplotación empleado(perforación, voladura,limpiezay transporte. Revisiónycorrección delplaneamientode minado Planeamientodemina

Recuperaciónafectada porcalidaddem porcalidaddemineraly ineraly dilución.Incrementode costos.

Reservas/Recursos

Valorproductofinal

Revisióndeleyesde corte,asícomode recursosyreservasde

Menorcalidaddel producto(concentrado) implicamenoringreso


IMPORTANCIADELASOPERACIONES UNITARIASDELCICLODEMINADO CONSECUE CONSECUENSIASDEUN NSIASDEUNABUENA/MA ABUENA/MALAOPERACIÓNUNITARIA LAOPERACIÓNUNITARIAENEL ENELCICLODEMINADO CICLODEMINADO P PE E ER RF RFO FO OR RA RAC ACI CIO IO ON N

V VO O OL LA LAD ADU DUR URA RA

L LIIIM M MP P PIIIE E EZ ZA ZA Y CA CAR ARG RGU GUI UIO IO

T TR RA RAN ANS NSP SP PO O OR RT RTE TE

Bue Buent entr ntra azo azo zodep depe eper erf r fo or ora r aci acio cion on

Op Opti ptimo timo con consu nsumo sumod dee deexp eexplo losi siv vos os

Mejormantenimientoy Mejormantenimientoy conservaciondel conserva ciondelequipode equipode conservaciondelequipodelimpieza transporte(carrosmineros, (scoop,pala,rastrillo,etc)

Optimoconsumodeacerosde perforacion

Bu Bu ue en ena na afr f ra ag agm gme men ent nta ta ac ci ciio on on

C Ca ar arg r gu guí uío ío oop opt pti tiim m mo o de delm ellm ma mat ate te er ri r ia ia all

T Tr ra r an ans nsp sp po or ort r te te op opt pti tiim mo mo de delm ellm ma mat ate te er ri r ia ial al

Tech Techose echosesta stabl blesyc esycon ontro trola lado dos s

Mayor Mayorseg segur urid idad aden enel elcar cargu guío ío

Optimaalimentacióndemineralala tolvadeprocesamiento

Mejorescondicionesdeseguridad alpersonal

Mejorescondicionesdeseguridad alpersonalylosequipos

Mejorescondicionesdeseguridad alpersonal

Op Opt pti tiim mo mo co cos ost sto to de de epe per erf r fo or ora r ac aci ciio o on n

Op Opt pti tiim m mo o co co os st stto o de de evol ola lad adu dur ura r a

Op Opt pti tiim mo mo co cos ost sto to de de elilim im mp pi pie iez eza za

Deficientetrazodeperforacion. Mayorre-perf Mayorre-perforacion oracion

Incrementoenconsumode explosivos.Costosadicionalesde voladura secundaria.

Elequipodelimpieza(scoop,pala, rastrillo,etc)tienemayores problemasmecanicos.

Incrementoenlosconsumosde acerosdeperforación

Malafragmentación(omuchos bancosomuyfino)

Carguíodeficientedelmaterial (factordecarga)

Techosinestablesysecomienzaa perderelcontrol.

Menorseguridadenelcarguí Menorseguridadenelcarguí Menorseguridadenelc arguío,por o,por techosenmalestado.Altoriesgo porcaidaderocas.

Mayorescostosdesostenimiento

Seincrementaeltiempode limpieza limpieza

BUENA

Menorescostosdesostenimiento

MALA

Incrementodelriesgodeseguridad Pésimascondicionesdeseguridad alpersonal,alreperfora alpersonal,alreperforaráreasque ráreasque alpersonal.Seincrementaalriesgo tendríanexplosivosóterrenos porcaidaderocas. alterados Mayo Mayore resc scos osto tosd sde epe perf rfor orac acio ion n Mayo Mayore resc scos osto tosd sde ev volad oladur ura a ElaboradoporF.GrimaldoZ.-Ago.2010

Op Opt pti tiim m mo o co co os st stto o de de tr tr ra an ans nsp sp po or ort r te te Deficientemantenimientoy conservaciondel conservaciondelequipode equipode transporte(carrosmineros, camiones,skips,etc) Transportedeficientedelmaterial (factordecarga) Deficientealimentacióndeminerala latolvadeprocesamiento.Mayores costosderoturadebancosenlas parrillas Seincrementaeltiempode transporte.Sihaymuchosbancos lacarganopasaporlasparrillasy seacumula

Pésimascondicionesdeseguridad Pésimascondicionesdeseguridad alpersonal.Seincrementaalriesgo alpersonal.Seincrementaalriesgo porcaidaderocas. porcaidaderocas. Inc Incre ncreme ment nto ode delc lcos osto tode deli limp mpie ieza za

Inc Incre ncreme ment nto ode del lco costo stode detr tran ansp spor orte te


I.PERFORACION Laperforaciónconsisteenhacerun hoyoenlaroca conuntaladro,dondes conuntaladro,dondesecolocarán ecolocaránlosexplosivos. losexplosivos. PrimeroserequiereUNTRAZODEPERFORACION: Primeroserequiere UNTRAZODEPERFORACION: a)arranque, b)ayudasy c) cuad cuadrador rador radores es (lat (laterale erale erales, s, s,alza alza alzas sy s y yarras arras arrastres) tres) Elarranquecrealascaraslibres Elarranquecrealascaraslibresysehace ysehaceconun conun disparosimultáneo disparosimultáneo.. Lasayudasagrandanlas Lasayudasagrandanlascaraslibres caraslibresy y Loscuadradoresdanla Loscuadradoresdanlaformaydimensionesfinales Loscuadradoresdanlaformay formaydimensionesfinales dimensionesfinales delalabor.


TRAZODEPERFORACION


FORMASDEARRANQUEEN FRENTES A)Cortesen“V” Eslomás Eslomássencillo.Condistanciaentretaladrosde1a2 sencillo.Condistanciaentretaladrosde1a2 pulgadas

V- ver erti ti tica ca call

V- ho hori ri rizo zo zont nt ntal al

Corteensección



FORMASDEARRANQUEEN FRENTES B)Cortesen“Pirámide”

120O 120O 120O



FORMASDEARRANQUEEN FRENTES C)CorteQuemado Sonmejoresqueloscortesen“V”ylospiramidales.

Distanciaentretaladrosde4a6 pulgadas. Adecuadospararocasduras,medanunmayoravance.

Taladrostienenqueser paralelos.Eltaladrodel medionosecarga.


TR IANGULAR

HEXAGONAL

R ECTANGULAR

9 TALADR OS


FORMASDEARRANQUEENFRENTES FORMASDEARRANQUEEN FRENTES D)CorteCoromant Seusaunaplantillapredeterminada.

3

4

1 2 2

1

4

3


PRINCIPIOSDELAPERFORACIÓN PRINCIPIOSDELA PERFORACIÓN Laperforaciónsebasaenprincipiosmecánicosdepercusiónyrotación, cuyosefectosdegolpeyf riccióntrituranlaroca. riccióntrituranlaroca.


CONQUEHACEMOSLAPERFORACIÓN CONQUEHACEMOSLA PERFORACIÓN PerforaciónManual Rotaciónypercusiónconairecomprimido,parahuecospequeños(25 a50 a50mm mm dediámetro), dediámetro),parauna parauna paraunaperforaciónhorizontal perforaciónhorizontal ohacia ohaciaelpiso elpiso (jackleg),parauna ),parauna perfo perforación ración vertic verticalhaciaelt alhaciaelt alhaciaeltecho echo (stopers) s) y ypar par a apiq apiq piques ues (jackhammer jackhammer). ).


PerforaciónManual(continua) Elpesoyvelocidaddelasmáquinasdependedelfabricante.Comoyase mencionótodastrabajanconairecomprimido(80a100psidepresión) ytienen unconsumodeairede100a150CFM. Tambiénsenecesitaaguapara laperforación:aprox.1 litros/segundo,lamisma quesirveparaablandamientodelaroca,condensarelpolvoycomorefrigerante delamáquina.


PerforaciónManual(continua) Seempleanbarrenosde2´,4´,6´, 8´ Adicionalmenteelperfo Adicionalmenteelperforistalleva: ristalleva:unabarre unabarre unabarretilla,sacabarrenos,cucharilla, tilla,sacabarrenos,cucharilla, atacadordemadera,llaveStilson,aceite.

Barrenos Puedenserintegrales(comosemuestraelgráfico),dondealextremosetienela cabezaconuninsertodealeacióndealtadureza(W-Vyotras) Tambiénsepuedenemplearbrocas debotonesquevanenforma separadadel barrenoysecolocanal momentodeperforar.


CONQUEHACEMOSLAPERFORACIÓN CONQUEHACEMOSLA PERFORACIÓN PerforaciónMecanizada Paralaboresdeseccionesmayoresactualmentese Paralaboresdeseccionesmayoresact ualmenteseempleanlas ualmenteseempleanlasmáquinasdemayores máquinasdemayores dimensiones:Jumbosneumáticoso dimensiones:Jumbos neumáticosoelectrohidráulicos,track electrohidráulicos,trackdrill,wagon drill,wagondrill,etc drill,etc drill,etc.. Estosequiposmayorespuedenserdepercusiónyderot Estosequiposmayorespuedenserdepercusión yderot yderotopercusión,montadasenchasis opercusión,montadasenchasis sobreruedasuorugas. Puede Puedenp np nperforar erforar erforartaladr taladr os osdeh osdeh dehasta asta 150 150mm mm y20 a60 mde mdeprofun profun profundidad didad didad.. Losbarrenosqueseempleansonacoplablescon Losbarrenosquese empleansonacoplablesconbrocasintercambiables. brocasintercambiables.


CONQUEHACEMOSLAPERFORACIÓN CONQUEHACEMOSLA PERFORACIÓN PerforaciónMecanizada

ConJumboHidráulico

TBM

–

Seccióncompleta


CONQUEHACEMOSLAPERFORACIÓN CONQUEHACEMOSLA PERFORACIÓN PerforaciónMecanizadaenfrentes

PerforaciónMecanizadaesimportante PerforaciónMecanizadaesimportante elmarcadodelamallade elmarcadodelamallade perforaciónparaobtenerunaexcelentevoladrura.


CONQUEHACEMOSLAPERFORACIÓN CONQUEHACEMOSLA PERFORACIÓN Perforación PerforaciónMecanizada Mecanizada Mecanizadaentaje entaje entajeos: os: taladrosla taladroslargos rgos


CONQUEHACEMOSLAPERFORACIÓN CONQUEHACEMOSLA PERFORACIÓN PerforaciónMecanizadaChimeneas

Alimak ShaftBoringSystem

–

maquinatrepadora

Taladroslargos raise

–

VCR/Slot


CONQUEHACEMOSLAPERFORACIÓN CONQUEHACEMOSLA PERFORACIÓN PerforaciónMecanizadaRotatoria Seempleanparalostajosabiertos,tienengrandesdimensiones,puedenest Seempleanparalostajosabiertos,t ienengrandesdimensiones,puedenestarmontadas armontadas sobrecamiones,sobreorugasopuedenserautopropulsadas. Tienenunmotorrotatorioindependiente,se Tienenunmotorrotatorioindependiente,seempleanbarrasde empleanbarrasde empleanbarrasdeperforaciónybrocasde perforaciónybrocasde grandesdiámetros(desde6a12”)rotatorias.


II.VOLADURA Segundaoperaciónunitaria delciclodeminadoquetiene comoobjetivoderomperla rocadeunamaneraeficiente. Lavoladuraoriginaunaalta liberacióndeenergíaque produc producela ela fragm fragmentac entac entación ión iónyel yel desplazamientodelaroca.

ASPECTOSIMPORTANTESATENER ENCUENTAENLAVOLADURA ENCUENTAENLA VOLADURA

Larocadeberompersedemanera eficienteyeconómica,demanera quedebemosproducirunmaterial fácildelimpiar,cargar,transportar, almacenary almacenaryprocesar procesar .

Elmacizorocosoquequeda despuésdelavoladuradebe dañarselomenosposibleafinde reduciralmínimoelsos reduciralmínimoelsostenimiento. tenimiento.

Lavoladurapuedeser: Primaria Secundaria

Porloqueenunaabertura subterránea,debemostenermucho cuidadoconlostaladrosdecortey conlosquedanformaalaabertura.


CARGUÍODELOSTALADROS Guía

D Diiin na nam am miit ita ta

•

•

•

D Diiin na nam ami mit ita ta ce ceeb ba bad ad da a

Fulminante Fulminante:cápsula dealuminio

Dinamitacebada:eslaquese encuentrainsertadeunfulminante. Elfulminanteesconectadoconuna guía. Laguíaesuncordóntejidocubierto Laguíaesuncordónt ejidocubierto deunmaterialplástico,encuya partecentralsetienelapólvora.

Envoltura

Pólvora

Cargaexplosiva

Guía


ORDENDEENCENDIDO CONVENCIONALDE LOSTALADROSCARGADOS Guía

1ro.Seenciendelaguíadeseguridad 1ro.Seenciendelaguíades eguridad 2do.Seenciendenlostaladrosdecorte. 3ra.Continúanlostaladrosdeayuda. 4ta.Finalmente,Lostaladrosdecontorneo. Cuandosehayanencendidotodoslos Cuandosehayanencendidotodoslostaladros,sise taladros,siseempleala empleala emplealaGuíadeSeguridad, GuíadeSeguridad, estatodavíaseencuentraencendida.Laguía estatodavíaseencuentraencendida.Laguíadeseguridadsirve deseguridadsirveporconsiguiente porconsiguiente comounelementodeseguridadparacontrolarel comounelementodeseguridadparacontrolareltiempoenforma tiempoenformapráctica, práctica, permitiendoalDisparadorsalirdelalabor. permitiendoalDisparadorsalirdela labor.

Encasoquelaguía Encasoquelaguíadeseguridadseacabe,peroaúnnose deseguridadseacabe,peroaúnnosehaterminadode deseguridadseacabe,peroaúnnose haterminadode encendertodoslostaladros,lomás encendertodoslostaladros,lomásrecomendableesdejartodo recomendableesdejartodocomoestay comoestay comoestaysalirde salirde inmediatodela inmediatodelalabor. labor.


SEGURIDADENELENCENDIDO CONVENCIONALDE LOS LOST TALADROS Guía

•

Lacargadeltaladroestaráenf uncióna: uncióna: - lalon lalongitud gitud gituddeltal deltal deltaladro adro - lacarac lacaracteríst teríst terísticade icade icadelaroca laroca - eltrazodeperforación(asuv eltrazodeperforación(asuvezenfunciónalacaralibre,elespaci ezenfunciónalacaralibre,elespaciamientoentre ezenfunciónalacaralibre,elespaci amientoentre taladros;elcorte,lasayudasylaforma.

•

•

•

Entérminosprácticosseusa1cartuchoporcadapiedeltaladro;peroen Entérminosprácticosseusa1c artuchoporcadapiedeltaladro;peroentaladros artuchoporcadapiedeltaladro;peroen taladros cuadradoresestaproporcióndisminuye. Laguíasequemaaaproximadamentea Laguíasequemaaaproximadamenteaunavelocidadde unavelocidadde1pie/minuto. 1pie/minuto. Enminasconvencionales,paraelencendidodelostaladross Enminasconvencionales,paraelencendidode lostaladrossecortauna ecortaunaguía guía guíade3 de3 piesdelargo,ala piesdelargo,alaqueseledenomina queseledenomina laguíadeseguridad laguíadeseguridad..


ACCIONAMIENTODELFULMINANTE CápsuladeAluminio

Cargaexplosiva

Pólvora

•

Lachispavienequemandolapólvorade Lachispavienequemandolapólvoradelaguía,al laguía,al laguía,alllegarcercadelacargaexplosiva llegarcercadelacargaexplosiva delfulminanteexplosionaalfulminanteyeste delfulminanteexplosionaal fulminanteyesteasuvez asuvez asuvezaccionaráaladinamita accionaráaladinamita cebada.Elfulminantetambiénpuedeaccionarsec cebada.Elfulminante tambiénpuedeaccionarseconunfuerte onunfuerteimpacto,porlo impacto,porloque que hayquetenermuchocuidadoconsumanipuleo.


DINAMITA Esunamezclaquímicade Esunamezclaquímicadetrinitroglicerinamás trinitroglicerinamásaserrín,queson aserrín,queson aserrín,quesonencartuchados.La encartuchados.La dinamitaexplotaráconelfuerteimpacto dinamitaexplotarácon elfuerteimpactodeladetonación deladetonacióndelfulminante. delfulminante.

•

Guía

Taco(barroo Taco(barrooarena),tapandola aco(barrooarena),tapandola cargadedinamita

D Diin ina na am mi mit ita ta

D Diin ina nam ami mit ita ta ce ceb eb ba ad ada da

Fulminante

•

Eltransportedeladinamita,así Eltransportedeladinamita,asícomosu comosu comosualmacenamientosiem almacenamientosiempredebenir almacenamientosiem predebenir separados.Nuncadebentrasladarsejuntas.

•

Lasdinamitasdependiendodeldiámetro Lasdinamitasdependiendodeldiámetrodeltaladrot deltaladrotendrán endrán endrándiferentesdiámetros. diferentesdiámetros.

•

Es Esto to tosd sd sdia ia iame me metr tr os os pu pued ed eden en se serd rd rde7 e7 e7/8 /8 /8”, ”, ”,1¼ 1¼ 1¼”, ”, 2” 2”,e ,e ,etc tc tc..

•

Tambiénse ambiénseempleanemulsionesencartuchadas empleanemulsionesencartuchadas


PROCESODEDETONACIÓN DEUNA DEUNACARGAEXPLOSIVA CARGAEXPLOSIVA

PROCESODEDETONACION

EXPLOSIVO SIN REACCIONAR

ONDADECHOQUE ODETENSIÓN ROCA ROCA NO

•

•

•

Eslapropagacióndeuna reacciónquímicaquese mueveatravésdel explosivoaunavelocidad superioralavelocidadde sonidodelaroca. Ocurreenvariasetapaso fasesenuntiempomuy cortodepocomilisegundos Duranteelprocesode detonacióndelacarga confinada, la laroca roca rocase se fragmentaysedesplaza

ONDADE REFLEXIÓN

ROCA COMPRIMIDA

**

*** **** ****

*** ALTERADA ***** ******** ********** ***********

************ ************* ***************

**************** CAÍDADE PCJ ***** ***************** PRESIÓNINICIAL ******

ONDADE REFLEXIÓN YGASESEN EXPANSIÓN ENSANCHAMIENTO DELTALADRO

******************* ******* ******** ****** *********** * ******** ****** ******** ******* ********* ********************* ****** ***************** ****** ******************* ****** ****************** ****** ***************** **** **************** *** *************** ** ************** * ************* * ************ ********** ******** ****** ***** *** *

DIRECCIÓNDE AVANCEDELA DETONACIÓN

FC

ZR ROCA ROCA NO ALTERADA PCJ:PLANODECJ ZR: ZONADE ZONADEREACCIÓN REACCIÓN FC: FRENTEDE FRENTEDECHOQUE CHOQUE


DISEÑODEMALLA - VOLADURASUBTERRÁNEA 11A 11A

11A

EJEMPLO 11A

11A

6A

11A

6A

11A

3A

5A

5A

9A

1A

3A

3R

1A

1R

1R

9A

3A

9A 5A

1A

3R

1A

5A

1,5m

3A 9A

9A 7A

15A

7A

13A

7A

13A

3,0m

3,5m

9A

7A

13A

15A


RESULTADODELAVOLADURASUBTERRÁNEA

Verificacióndelafragmentación delarocadisparada


VOLADURASECUNDARIA

a.Conperforacióndetaladros(cachorros). B.Concargassuperficiales(plastas)..


PERFORACIÓNYVOLADURADE PERFORACIÓNYVOLADURADEPRODUCCIÓN PRODUCCIÓN

Dependerádelmétododeexplotaciónempleado, dimensionesdeltajeoaexplotar,equipamiento,gradode fragmentaciónaobtener,etc. Tiposdeperforaciónempleadospormétododeminado Tiposdeperforaciónempleadospormétodode minado subterráneo: - Pe Perf rf or or ac ació ació iónen nen nenfr fr en ente ente tespa spa sparae rae raelmé lmé lméto to todod dod dodecá ecá ecáma ma mara ra rasypi sypi sypila la lare re res. s. -

Br ea east east stin in ing g pa para ra raem em empl pl plea ea eare re renm nm nmét ét étod od odos os osde de deac ac acum um umul ul ulac ac ació ió ión, n, co cort rt rtey ey rellenoascendente

-

Ver ti tical tical calpa pa parao rao raope pe penst nst nstop op opin in ing,co g,co g,cort rt rteyre eyre eyrellllllen en enoas oas oasce ce cend nd nden en ente te te..

-

Us Usode ode odeta ta tala la ladr dr osl oslar go oslar gos(e gos(e s(enpa npa npara ra rale le lelo lo lo,en ,en ,enab ab aban an anico ico icos)p s)p s)par ar a tajeos porsubniveles, porsubniveles,parahun parahun parahundimientopor dimientopor dimientoporsubniveles, subniveles, hundimientoporbloques.

Ciclo de Minado-perforacion y Voladura

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