DISEÑO BASADO EN LA RESPUEST RESPUESTA A SISMICA DE LA ROCA Y REDUCCION DEL DAÑO AL MACIZO ROCOSO UNIDAD ECONOMICA CHACUA Ing. Adán Rivera Sánchez Superintendente de mina UEA Uchucchacua
1 UBICACIÓN Y ACCESO Uchuchacua está situada en la
vertiente occidental de los Andes, en el Distrito de Oyón, Departamento de Lima.
• Las Vias de Acceso son: Lima – Sayán – Churín – Oyón –
Uchucchacua, con 322 km. Lima – Oroya – Cerro de Pasco –
Uchuchacua, con 440 km.
UBICACIÓN DE LAS MINAS EN PRODUCCION Mina Socorro
N
Mina Carmen
Nivel 4,450 Pique Luz Pique Master
je T a o9 4 2
Vn. 407 SE L=108 m@17%(-)
Mina Huantajalla
2 HISTORIA De 1,969 a 1973, Buenaventura instaló una planta piloto que en principio trató los minerales de las minas Socorro y Carmen. Con los resultados satisfactorios decidieron la construcción de una planta industrial en 1975 (200 ton/día). El descubrimiento de cuerpos a mayor profundidad permitió el incremento de la producción a 500, 1000, 2000, 3500 ton/día en la actualidad. 1 Productora de plata en Sudamérica y 6 en el mundo. 10.2 Millones, de Oz Ag al Año.
°
°
MINERAL TRATADO Vs MINERAL ENCONTRADO 2012
Oz Ag FINAS RECUPERADAS 2012
3 OBJETIVO El objetivo de la voladura; no solo, es conseguir el avance, sino también evaluar la sobre rotura, dilución, tiempo de limpieza, sostenimiento, daño al macizo rocoso y granulometría, todos estos conceptos deben estar incluidos en una evaluación técnicoeconómico ($/Ton.) o ($/m), de manera que conseguiremos optimizar este costo si diseñamos y utilizamos la malla de perforación adecuado. Teniendo como base el cumplimiento DS 055 M.E.M., donde nos exige que debemos realizar el monitoreo de vibraciones, nos orientamos a diseñar las mallas de perforación y voladura teniendo como referencia la respuesta sísmica de la roca, permitiéndonos alcanzar estándares donde logramos mitigar el daño al macizo rocoso y mejorar nuestros avances.
4 METODOLOGIA El trabajo realizado comprendió en el análisis de la respuesta sísmica en cada voladura ejecutada en los frentes de avance para ello se contó con un sismógrafo Minimate y un Microtrap. Se inició el trabajo monitoreando las condiciones actuales de la voladura en los frentes, para luego corregir en base a la respuesta sísmica de la roca y así ubicar los taladros y la secuencia de la voladura reduciendo el nivel de daño causado por el explosivo.
PARAMETROS DE LA MATRIZ ROCOSA La roca a perforar es semiduro predominando calizas silicificada y como dato geomecánico tenemos un RMR = 51 y el GSI = 46 VPP critico = σt x Vp / Ei
Donde:
VPP crítico
= 1220.5 mm/s σt (Resistencia a Tensión) = 110Mpa Vp (onda P) = 3106.80 m/s Ei (Modulo de Young.) = 28.0 Gpa
El rango aplicado por Cameron Mackenzie , nos dice que durante el proceso de detonación la vibración es muy intensa y afecta la matriz roco sa en diferentes grados de fracturamiento , a medida que la vibración se propaga a través del macizo la vibración disminuye; pero es suficiente para inducir daño. CRITERIO DE DAÑO
TIPO DE DAÑO
VPP CRITICO
Mayor 4 * VPP critico
Intenso fracturamiento
4882.11 mm/s.
Mayor 1 * VPP critico
Creación de nuevas fracturas
1220.5 mm/s.
Mayor 1/4* VPP critico
Leve propagación fracturas preexistentes
305 mm/s.
SE DETERMINÓ LA ONDA P HACIENDO USO DEL SISMOGRAFO: Se determinó en el campo la velocidad de la onda longitudinal (Vp) y para hallar esta variable se hizo uso del sismógrafo ubicando los geófonos estratégicamente de tal forma que por diferencia nos dio la velocidad de la onda P como se muestra en la figura:
DETALLE DE L SISMOGRAMA DE LA VOLADURA EN LA LINEA BASE Consideramos línea base a las mallas que usualmente se desarrollaban en nuestra operación para ello se ubicó el geófono a una distancia de 11.00 m. del tope, encontrándose los siguientes resultados.
MODELO PREDICTIVO - LEY DE ATENUACIÓN DE LA VOLADURA EN LA LINEA BASE Aplicando la ley de atenuación, donde relacionamos VPP, Distancia de Monitoreo y Carga Operante observamos un K = 346 y un Alfa = 1.87. K: Factor de amplitud roca Alfa: Factor de atenuación explosivo. Alcanzamos un severo daño hasta 0.90 m.
ARRANQUES UTILIZADOS USUALMENTE EN LA LINEA BASE En nuestra operación observamos que los perforistas muchas veces realizaban arranques de acuerdo a su criterio que nos ocasionaban daños al sostenimiento y fallas en la voladura, en la imágenes podemos apreciar algunas de ellas:
RESULTADOS OBTENIDOS EN LA LINEA BASE LEVANTAMIENTO DE LINEA BASE EN FRENTES: Se procedió a realizar un levantamiento de disparos como LINEA BASE. En cada disparo se realizó monitoreos de vibraciones y la interpretación de cada sismograma.
RESULTADOS PROMEDIOS DE LINEA BASE:
La cantidad de explosivo (Semexsa 65, Semexsa 45 y Examon P) promedio utilizado es de 44.88
kg./ml. El
avance promedio para una longitud barra 12 pies es 2.67 metros/disparo. La eficiencia promedio de avance es
87.14 %. La
eficiencia promedio de perforación es 47.94 metros perforados/metro lineal de avance. La sobre rotura promedio generada es
18 %
REPLANTEANDO LA MALLA EN BASE A LA RESPUESTA SISMICA Y LA RELACION PRACTICA DE KONYA Después de realizar el análisis de los resultados obtenidos se procedió a replantear el diseño de la malla basándonos en la respuesta sísmica de la roca y considerando al arranque como el factor más importante para el éxito de la voladura por lo tanto debe tener una geometría tal que los taladros de alivio sirvan de escudo a los taladros cargados con el cual se va a minimizar los riesgos de desensibilización del explosivo por presión dinámica y la sintonización de la roca, así como también vamos aprovechar mejor la energía de los explosivos para la fragmentación de la roca.
REPLANTEANDO LA MALLA EN BASE A LA RESPUESTA SISMICA Y LA RELACION PRACTICA DE KONYA
CON EL NUEVO DISEÑO DE MALLA SE ANALIZÓ LA RESPUESTA SISMICA OBTENIENDO MEJORES RESULTADOS APLICADOS ACTUALMENTE Al igual que en toma de datos de la línea base ubicamos el geófono a una distancia de 11.00 mt del tope, encontrando los siguientes resultados.
MODELO PREDICTIVO - LEY DE ATENUACIÓN DE LA VOLADURA EN REPLANTEO Y ESTANDARIZACION Basándonos en la respuesta sísmica de la roca y replanteando la malla se obtuvo una ley de atenuación, donde el K = 234.8 y un Alfa = 1.41, logrando reducir el daño hasta 0.40 m., y es con estas consideraciones que estandarizamos para toda nuestra operación.
SECUENCIA DE LA VOLADURA Y ESQUEMA DEL CARGUÍO
STRIBUCION DE CARGA
37
DENSIDAD CARGA Kg./m.
LONGITUD m.
ANFO Kg .
TAL TALADROS CARGADOS
TOTAL S EM. 65% Unidad
TOTAL KIL OS Kg . 0.9
7
1.67
2.9
34
7
15
1.67
2.1
53
15
1.8
ADRADORES
4
1.67
2
13
4
0.5
RASTRES
5
5
0.8
RONA
6
12
1.5
LADROS DE ARRANQUE Y AYUDA A, 3ERA, 4TA AYUDA Y AYUDA DE CORONA
TOTAL EXPLOSIVOS:
EMULEX 80 Unidad
TOTAL KIL OS
80
11.6
SEM. 45% Unidad
35
TOTAL KIL OS Kg .
2.8 120
RESULTADOS OBTENIDOS CON EL CAMBIO DE MALLA : CUADRO RESUMEN DE RESULTADOS POR OPTIMIZACIÓN DISPAROS (DESCRIPCIÓN)
UNIDAD
OPTIMIZACION
m m pies tal tal tal
3.5 3.5 Jumbo 14 37 4 41
UNIDAD
OPTIMIZACION
Pza
37
m m Unid. Unid.
30 0.1 2 6
UNIDAD
OPTIMIZACION
Semexa 65 ( 11/8" x 7")
Cart.
51
Examon P Semexa 45 ( 7/8" x 7") Emulex 80 ( 11/8" x 8")
Kg. Cart. Cart.
100 30 80
TOTAL EXPLOSIVOS
Kg.
120.243
UNIDAD m. m. Kg./m mp./m. % %
OPTIMIZACION
Ancho Diseño Altura Diseño Tipo de Perforadora Longuitud de Barra No. Tal. Cargados No. Taladros de Alivio (Arranque) No Taladros Perforados
ACCESORIOS DE VOLADURA DNE Exsanel/Falnel 4.80 m. Cordon Detonante. Mecha Rapida Guia Ensamblada Caña para Voladura Controlada
EXPLOSIVOS
RESULTADOS DE LA VOLADURA AVANCE ALTO VOLADO FACTOR DE AVANCE METROS PERFORADOS/AVANCE EFICIENCIA DE AVANCE SOBREROTURA
OPTIMIZACIÓN DE FRENTES Con los nuevos diseños en el que se realizó modificaciones en las variables de la perforación y voladura logramos los siguientes resultados:
RESULTADOS PROMEDIOS POR OPTIMISADOS
metros.
La eficiencia promedio de avance es
94 %.
3.1 3.8 38.8 42.65 94% 12%
La cantidad de explosivo (Semexsa 65, Examon P, Semexsa 45, Emulex) promedio utilizado es 38.8 kg./ml. El avance promedio para una longitud de barra de 12 pies fue de 3.10
La eficiencia promedio de perforación es 42.65 metros perforados/metro lineal de avance. La sobre rotura promedio generada es
12 %.
5.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES : Se tiene como objetivo alcanzar un ahorro de 18.5 $/m , que hasta a la fecha ya está encaminada y los controles son nuestras reuniones semanales de los resultados obtenidos con cada contrata. A continuación se muestra el cuadro comparativo de la línea base y la estandarización:
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES : • El avance fue incrementándose paulatinamente hasta llegar a 3.15 m. ahora debemos ser sostenibles con una supervisión mas exigente y analítica.
• En el aspecto de seguridad se logró disminuir los accidentes incapacitantes y leves por caída de roca; en comparación a los años anteriores en la misma fecha, debido a la constante de capacitación a los trabajadores del nuevo estándar de malla de perforación y voladura
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES : • A la fecha se logró alcanzar un factor de avance de 34.55 Kg./m. y el factor metros por tarea de 0.82 mt./tarea.
• Se logró que la gente pinte y cuadricule su malla para poder tener mejor simetría con la perforación de los taladros.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES : • Se logró reducir la sobrerotura en un 20% siendo, obteniendo las cañas deseadas al hacer uso de la técnica de la voladura amortiguada y como consecuencia tener labores mas seguras. SOBREROTURA - EFICIENCIA
100 % E J A T N E C R O P
80 60 40 20 0
Sobrerotura Eficiencia
Linea base
Optimización
18
12
87.14
94
