MATERIALDEESTUDIO-PARTEIIA

82 163

ALGORITMO DE SOLUCION 1. Calcular tonelaje

V  131340  6760 pies 3



W  6760 pies 3 4.0Tm / m 3



Convirtiendo

W  815 Tm

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164

2. Cálculo del explosivo • • • •

Sobre-perforación S/D = 5 Taco ST = 12 Densidad de carga es LD = 36 Lbs/pie. Altura de carga • BH + S/D – ST = 40 + 5 -12 = 33

Kgsexp losivo  3336 lbs / pie  Kgsexp losivo  1190 lbs


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83 165

3. Factor de carga

L.F 

1190 lbs 815 Tm

 L.F  1.46 lbs / Tm 4. Costo US$ B.C = Libras de explosivo x 0.0404$/lb. = 48.00 D = 45 x 1.324 Dc 1 324 $/ $/pie i = 59 40 59.40  = 107.40


166

5. Costo/Tm disparada Costo / Tm 

107.40$  0.1317 815Tm

Costo / Tm  0.1317 $ / Tm.

6. Discusión de resultados: Se puede mencionar que el algoritmo de cálculo es muy sencillo de aplicarlo; y se debe actualizar los precios referenciales de las MEC y de los accesorios de voladura, lo mismo que el costo de perforación.



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I. COSTO DE VOLADURA DE ROCAS EN MINERIA SUPERFICIAL Problema de aplicación Nº 2 En una operación minera trabaja por el método de open pit, se cuenta con la siguiente información: • • • • • • • • •

Mallas de perforación y voladura B x S = 20 x 20 Altura de banco BH = 50 Sobre-perforación S/D = 5 Taco ST = 10 p 1 = 0.85 g  gr/cc Densidad del explosivo Costo de MEC = 0.0806 $/lb. Costo de la perforación = 1.324 $/pie Densidad de la roca R = 4.0 Tm/ m3 Densidad de carga L.D = 43kg/m


168

Se pide: I. Graficar la operación minera. II. Calcular el costo de perforación y voladura. III. Discutir los resultados.



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SOLUCION S =20

ST =10 BH =50

S/D = 5 P h.D – Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

170

1. Cálculo del tonelaje

V  B S H 

V  202050  20,000 pies 3 W  V  r 





W  20,000 pies 3 3.0Tm / m 3



W  1698 Tm  1700 Tm.



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2. Cálculo de la altura de carga

H c  50  5  10  45 3. Cálculo de la carga de explosivo

Ce  H c L.D 

Ce  4594.6 Lb / m  Conversión de unidades

Ce  1297 Lb.  Ce  1300 Lb.


172

4. Cálculo de L.D 2

 9.875  LD  3.1416   (0.85)1m   2 

LD  V1 Convirtiendo

LD  42.5kg / m. 5. Factor de carga

LF 

Ce W

LF



1300 1700

lb

 LF  0.76 lb / Tm.

Tm



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6. Cálculo de los costos Costo de voladura = 0.086$/lb x 1300lb CV = $ 104.78 () perforación = 1.324$/pie $ p x 55pie p Costo de p CP = $ 72.82 () CP&V = ()+() = $104.78 + $72.82 = $ 177.60

CP&V = $ 177.60 7 Costo total de perforación y voladura CTPyV 7. CTPV 

$177.60  0.104$ / Tm. 1700Tm

 CTPV  0.104$ / Tm.


174

MODELO MATEMATICO DE PEARSE En este modelo matemático, el burden esta basado en la inter-acción de la energía proporcionada por la mezcla explosiva, p representada p por la p p presión de detonación y la resistencia a la tensión dinámica de la roca. Investigaciones posteriores (Borquez, 1981) establecen que el factor de volabilidad de la roca depende de las estructuras geológicas, diaclasas, etc. y de alguna manera ya han sido cuantificadas. cuantificadas Este modelo matemático fue formulado mediante la siguiente expresión matemática:



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RB

KD 12

P2 S td

Donde: R = Radio critico B = Burden en pies D = Diámetro del taladro (pulg) P2 = Presión de detonación de la carga explosiva (psi) Std = Resistencia a la tensión dinámica de la roca (psi) K = Factor de volabilidad 175


176

BHL: 15m S/D = 2m

 = 12 ¼”



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K = 1.96 – 0.27 ln (ERQD) ERQD = Índice de calidad de roca equivalente (%) ERQD = RQD x JSF RQD = Índice de calidad de roca (Rock Quality Designation) JSF = Joint Strength Correction Factor


178

Factores de corrección para estimar JSF.

Estimación de la calidad de la roca Competente Media Suave Muy suave

JSF 1.0 0.9 0.8 0.7



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PROBLEMA DE APLICACION Nº 2 En una operación minera trabajada por el método de open pit, para llevar a cabo las operaciones mineras unitarias de perforación y voladura, se cuenta con la siguiente información: a. Field data. • Mallas de perforación y voladura: B x S = 16 x 16 • Dimensiones del banco: Longitud del banco: BL = 80.0m Ancho del banco: Bw = 60.0m Altura del banco: BH = 40 • Densidad D id d de d la l roca: R = 4.0 4 0 Tm/m T / 3 • Diámetro del taladro: BH = 9 7/8” • Sobre perforación: S/D = 5 • Taco: ST = 10


180

b. Costos de los accesorios de voladura y MEC. US$ • AN/FO (kg) 0.45 0.85 gr/cc • AN/FO 1 • Fanel (3.5m)/unit 3.00 • Booster (1 Lb)/unit. 2.00 • Cordón detonante (m) 1.50 • Mecha de seguridad (m) 1.00 • Fulminante Nº 6/unit 0.80 c. Costos de perforación = 1.60 $/m



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Se pide: i. Calcular el costo de perforación y voladura por Tm. Fragmentada. g ii.

Graficar la labor minera y mostrar el carguío, las conexiones y secuencia de salida para llevar a cabo este disparo primario.

iii.

Discutir los resultados.


182

ALGORITMO DE SOLUCION 1. Tonelaje

Tm  BL BwBH EFE  R   1 Reemplazar datos en (1)



Tm  80m 60m 12m 0.90  4.0Tm / m 3



Tm  207,360 Tm / banco



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92 183

Tm / taladro  B S   1616 Tm / taladro  5m 5m 12m 0.90 4.0Tm / m 3  Tm / taladro  25m 2 12m 0.90 4.0Tm / m 3  Tm / taladro  1,080Tm


184

2. Cálculo de la densidad de carga

W  V 1

 

V   r2 H 2

 9.875  V  3.1416  1m   2 

V  3.14165 100cm  2

V  3.141613cm  100cm  2

V  3.1416169cm 2 100cm

V  53,167.4 cm3 P h.D – Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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



W  53,167.4cm3 0.85 gr / cc   45,192 grs.

W  45,192 g grs W  45 kgs / m


186

3. Diseño de carga ST = 10

45 CHL = 35

S/D = 5

CHL = 40 + 5 – 10 = 35 = 11m P h.D – Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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4.

Carga explosiva/taladro 45 kgs x 11m= Explosivo = 495 Kgs/taladro

5.

Factor de carga (L.F)

L.F 

exp losivo / tal 495kgs  Tm / tal 1080Tm

L.F  0.46 kgs / Tm


188

6. Cálculo del costo/taladro • • • • • •

AN/FO (495 kgs) x 0.45 = Fanel (14m) 4 unit x $3= Booster (1 Lb)/unit. Cordón detonante (10m) x 1.5 Mecha de seguridad (3m)x$1= Fulminante Nº 6 (2unit x $0.8)=

US$ 222.75 12.00 2.00 15.00 3.00 1.60  = 256.35 ()

7 Costo 7. C t d de perforación f ió

1.60 $/m x 14 m/tal = 22.4 $/tal ()



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8. Costo de perforación y voladura

D  B cos t 

244.5$  22.4$ 1080Tm

D  B cos t  0.258 $ / Tm

D  B cos t  0.26 $ / Tm


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CHAPTER 7 COSTOS DE VOLADURA DE PRE - CORTE EN MINERIA SUPERFICIAL

AREA DE INFLUENCIA Back brake

CRESTA

Burden aparente

CARA LIBRE



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96 VOLADURA DE PRODUCCION VOLADURA PRE-CORTE

VS.

191


192

MODELOS MATEMATICOS APLICADOS A LA VOLADURA CONTROLADA Los que mas se usan en la minería nacional e internacional, son las siguientes: • Perforación en línea (Line drilling). • Pre-corte (pre-splitting, preshearing, pre-slotting or stress relieving). • Pre-corte con espaciamiento de aire (air deck pre-splitting). • Voladura de recorte. • Voladura o adu a lisa sa (s (smooth oot b blasting). ast g) • Voladura suave (cushion blasting). • Voladura amortiguada (buffer blasting).



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PRE CORTE (PRE-SPLITTING, PRESHEARING, PRESLOTTING OR STRESS RELIEVING) Definición: Se tiene varias definiciones, entre ellas: Consiste en crear un plano de contacto o de fracturas en el macizo rocoso, antes que los disparo de producción hayan sido iniciados, y esto se logrará perforando una fila de taladros generalmente de diámetros pequeños, los cuales son cargados con MEC desacopladas. Se debe mencionar que la iniciación de los taladros del pre-corte puede efectuarse simultáneamente con los taladros que conforman los taladros de producción, pero la detonación de los primeros deben ser entre 90 a 120 Ms de adelanto.


194

Es perforar una fila de taladros cercanamente espaciados y con un ángulo correcto con respecto al limite de la excavación planeada, dichos taladros son ligeramente cargados con MEC adecuadas; los cuales deben ser detonados, de o ados, instantáneamente s a á ea e e a antes es que e el d disparo spa o de producción sea iniciados. Lo anterior generara una falla tensional, la cual creara una fractura entre taladro y taladro, la cual permitirá la disipación de las fuerzas y la expansión de los gases que provienen del disparo de producción. HOLMES, define esta técnica: “Es la creación en el macizo rocoso de una superficie plana o plano de cizallamiento mediante la utilización controlada de las MEC y sus accesorios en taladros con un alineamiento y espaciamientos adecuados.



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El diagrama conceptual, muestra el enlace entre taladros producido por la acción de ciertas grietas radiales generadas por la detonación de una MEC que ha sido cargada en una cantidad mínima en cada uno de los taladros ROCA SUELTA ZONA NO TRITURADA


196

OBJETIVOS Entre los principales objetivos de esta técnica, se tiene: • Reducir el fracturamiento hacia atrás • Controlar el talud de las paredes finales del pit, de las chimeneas, galerías, canteras, bancos, etc., etc. • Aislar el disparo de producción de la roca remanente mediante la creación de una fisura a lo largo del perímetro del disparo. Esto se consigue perforando una fila simple de taladros paralelos y cercanamente espaciados ubicados en el perímetro de la excavación; luego dichos taladros deben ser cargados y detonados adecuadamente y en forma simultanea y antes de la detonación del disparo de producción, etc. P h.D – Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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Diagrama conceptual, muestra un diseño típico de perforación y voladura para llevar a cabo el control de caras finales en los limites de una excavación trabajada por el método de open pit. VISTA EN PLANTA PIE DEL TALUD ELEVACION 778m LIMITE FINAL ELEVACION 766m

BORDE SUPERIOR DEL TALUDELEVACION 778m PIE DEL TALUD ELEVACION 766m


198

LA PRESION DENTRO DE LOS TALADROS (PB) Esta definida como la presión máxima inicial (Pi) desarrollada dentro de los taladros por una detonación de una MEC cualquiera.

Dr. Melvin Cook: “La curva que representa a la presión y el tiempo de una MEC cualquiera en la voladura de un taladro se caracteriza por las siguientes propiedades: •La intensidad. intensidad •La presión dentro del taladro (Pb). •La máxima energía disponible (MAE).



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100 199

La siguiente tabla muestra algunas especificaciones genéricas promedio para el pre-corte.

Diámetro de los taladros (pulg.)

Espaciamien to (ft)

Carga explosiva (lbs/Ft)

1.50 - 1.75

1.00 - 1.50

0.08 - 0.25

2.00 - 2.50

1.50 - 2.00

0.08 - 0.25

3.00 - 3.50

1.50 - 3.00

0.13 - 0.50

4.00

2.00 - 4.00

0.25 - 0.75

199


200

Muestra los rangos recomendados para los espaciamientos de los taladros como una función del diámetro de estos, para el pre-corte.



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101 201

Diagrama conceptual mostrando un taladro cargado de acuerdo a la teoría del pre-corte.

Cordón detonante

Taco Mezcla explosiva encartuchada

Carga de fondo


202

VENTAJAS Las ventajas importantes que ofrece esta técnica, son las siguientes: • Reduce el excesivo fracturamiento del macizo rocoso. • Se obtiene paredes y limites finales mas limpios y estables. • Se necesita perforar menor numero de taladros que son necesarios cuando se usa otras técnicas de voladura controlada. • Se reduce el nivel de vibraciones producidos por la detonación del disparo de producción.



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102 203

• Los espaciamientos entre los taladros de la fila del precorte son mayores que los que se usan por otras técnicas de voladura controlada. • Los costos de perforación serán menores en $/ML perforado perforado. • No es necesario volver a disparar en taludes y/o paredes después de haberse efectuado la primera excavación. • En algunas operaciones mineras donde se ha empleado el pre-corte se han obtenido buenos resultados, aun en macizos rocosos muy fracturados e incompetentes.


204

DESVENTAJAS Las desventajas mas saltantes de esta técnica son las siguientes:  La perforación de los taladros que conforman la fila del pre-corte debe ser efectuada con mucho cuidado, y ellos deben estar muy bien alineados, y por lo tanto, esta operación es lenta y costosa.  El carguío de los taladros de la fila del pre-corte toma mayor tiempo que el carguío de los taladros de producción.  Los resultados del pre-corte son muy difíciles de determinar hasta que la excavación principal sea completada hasta las paredes finales.



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103 205

 Desde que el pre-corte es generalmente efectuado antes que los disparos de producción, no es posible tener un conocimiento cabal de las condiciones locales de la roca, que recién se conocerán después de efectuarse los disparos de producción correspondientes.  Se requiere mayor perforación que en la técnica de voladura controlada lisa o uniforme (smooth blasting)  El pre corte produce un nivel de vibraciones mayor, y también una mayor intensidad de ruido que el que se produce con la voladura lisa o uniforme.


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Diagrama conceptual. Muestra tres taladros típicamente cargados para el pre-corte. CORDON DETONANTE CARTUCHO ESTANDAR

D k Deck

Fanel CARTUCHO CARGADO CARGAS DE FONDO MAS PESADAS PARA EVITAR LOS PARA EVITAR LOS TOES



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PRE-CORTE Con espaciamiento de aire (air deck pre-splitting). Definición. Las técnicas de los espaciamientos de aire y/o las ondas de aire pueden definirse, como un método en el cual envuelven el uso de una MEC concentrada dentro del taladro con un vacío de aire en la parte superior de la carga explosiva. Melnikov y Marenko: En 1940 estos doctores tuvieron la idea de esta técnica; pero su aplicación a gran escala comenzó en la década de 1980. Esta técnica ha sido usada en voladura controlada llamada pre-corte donde una carga explosiva es colocada en el fondo de los taladros y una bolsa de aire es colocada cerca de la parte superior del taladro, el cual tiene el taco en la parte superior. P h.D – Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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Diagrama conceptual mostrando el deslizamiento de un talud



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