PERFORACIÓN Y VOLADURA EN VETAS ANGOSTAS MINAS ARIRAHUA Ing. Arturo Vargas Gui!n Ing. Hugo Vi"a H#rr#ra Jefe Departamento de Control de Perdidas y Geomecánica Supervisor Mina $%ontro&$inarsa.%o$.'# a()gui#n&*ot$ai.%o$ *)*#rr#ra&*ot$ai.%o$
RESUMEN
SUMMARY
Minas Arirahua S.A., desarrolla sus operaciones dentro del complejo de ella !ni"n, involucra la e#plotaci"n de vetas con $u%amiento entre &'( a &)(, &)(, se ejec ejecut utan an la$o la$ore ress de e#pl e#plor orac aci" i"n n y desarrollo en *'' ms+mes, la e#plotaci"n produce '' -MS+dia -MS+dia la Planta Planta de enefi eneficio cio trata /)' -MS+dia, con ley de ca$e%a de 0'.)' 1r Au+ -M. 2as %onas de enri3uecimiento están determinados por varias vetas, las cuales tienen sus sus propi propias as carac caracte ter4 r4st stic icas as 3ue 3ue hace hacen n de la e#plotaci"n un reto muy importante, de$ido a la irre1ular 1eometr4a y distri$uci"n de valores, mas aun por la Geomecánica y sus efectos. 2a e#plotaci"n implica no solo hacer econ"mico el yacimiento, sino reducir la diluci"n consi1uiendo ello con un adecuado tra$ajo en perforaci"n y vola voladur dura a para para cons conse1 e1ui uirr el ancho ancho de mina minado do opti optimo mo para para cump cumplilirr con con los o$je o$jetitivo voss de la empresa, 5'./' ms.6. 7s importante la aplicaci"n de la Geomecánica, para el dise8o de la voladura y las a$erturas permisi$les, siendo el soporte definitivo el relleno hidr hidráu áulilico co y como como soste sosteni nimi mien ento to temp tempora orall la madera. 2os rendimientos están en relaci"n directa a la eficiencia de la voladura lle1ando a 9 -MS+h:1.
Minas Arirahua S.A. develops its operations ;ithin the ella !ni"n comple#, involvin1 the e#ploitation of stre trea
ield >ield is in direc directt rela relatition on to the the effi effici cien ency cy of $lastin1 thus reachin1 9 M-+h:1.
Vargas, 1 de 11
DISTRITO MINERO DE ARIRAHUA +., U-ICACION 7l yacimiento de Arirahua está pol4ticamente u$icado en el paraje de Arirahua, distrito de >ana3uihua, provincia de Condesuyos, departamento de Are3uipa. Geo1ráficamente se encuentra locali%ado en la ca$ecera de la 3ue$rada ?uichucuy, dentro del maci%o occidental de la cordillera de los Andes, flanco oeste, a una altitud de ,@'' m.s.n.m. 2as coordenadas de Arirahua son
•
-otal Are3uipa Arirahua 9@)
7l tiempo de viaje desde apro#imadamente @ horas.
Are3uipa
es
GEOLOG/A DEL YACIMIENTO 2as caracter4sticas f4sico:3u4micas del yacimiento de Arirahua, permiten clasificarlo como un dep"sito hidrotermal de metales preciosos.
AN0LISIS POR ALTERACIONES EN ROCA 2as rocas están sujetas a deterioro 3ue por efecto del HintemperismoI y de las a1uas HfreáticasI, haciEndose menos resistentes 3ue las rocas frescas , lo 3ue realmente lo hace menos competentes para la voladura.
ARGILITI1ACION @9( )B 2on1itud este 0)( * 2atitud Sur
7s la alteraci"n producida por las soluciones hidrotermales relacionadas a las pla1ioclasas dando como productos al caolin, cericita ,illita y como color caracter4stico un aspecto $lan3uecino lechoso. 2o 3ue lo hace menos competente para la voladura.
PROPILITI1ACIÓN 7s una alteraci"n propia de las Andesitas, transformaci"n de pla1ioclasas or$lenda y piro#eno formando la epidota, clorita, car$onatos cuyo color caracter4stico es un verde oscuro de tipo máfico. 2o 3ue lo hace menos competente para la voladura.
., ACCESI-ILIDAD 7l distrito minero es accesi$le desde la ciudad de Are3uipa por una carretera asfaltada y afirmada, cu$riEndose desde Are3uipa 9@) Fm. en los tramos si1uientes • • • • •
Are3uipa al desv4o de Camaná *9
SILICIFICACION 7s el aporte de Cuar%o coloidal 5 fluidos6, 3ue hacen 3ue la roca sea mas competente para la voladura
GEOLOG/A ESTRUCTURAL Se1n el cuadrán1ulo de Chu3ui$am$a las estructuras 1uardan estrecha relaci"n con los movimientos tect"nicos del ciclo andino. Ke1ionalmente se han reconocido dos 1randes fallas la de Pampacolca 3ue tiene un despla%amiento vertical $astante considera$le y la falla de Acospampa 3ue se o$serva dentro de los volcánicos -erciarios, am$as fallas presentan un rum$o L /)(.
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7n un stoc< de andesita hipa$isal se encuentran las si1uientes estructuras • • •
• •
Di3ues ácidos de rum$o 7 . Netas de rum$os 7 , con $u%amientos de @'( a &'( S. Oallas 3ue despla%an a las vetas, de rum$o LS,con $u%amientos de '( a B'( 7. Netas L S muy echadas hacia el 7ste. Pe3ue8os cuerpos minerali%ados tipos Stoc< or<.
2ocalmente las estructuras minerali%adas 3ue se presentan se pueden a1rupar en dos sistemas importantes, las de rum$o 7 y L /)( 7 con un $u%amiento mayor de @) ( S y @)( S7. respectivamente, siendo la primera de carácter tensional y la se1unda de ci%alla. Dentro de este sistema de vetas se encuentran dos sectores de vetas uno en el lado este, donde se conocen las vetas Mar4a y 7lena y otro sector en el lado 7ste, el mas amplio, en un área de B'' # &'' m. a3u4 se encuentra un 1rupo de 0/ vetas paralelas 3ue, de Lorte a Sur tienen los si1uientes nom$res Neta 2aurita Neta ar$arita Neta Carmen Neta Promesa Neta La%areno Neta ntermedia Neta Cristel Neta Superior Neta Camila Neta Kica Neta 2ucia Neta Latividad Neta Santa ár$ara Neta Ania 2os aspectos Geoestructurales precondicionan los resultados de la voladura por lo 3ue se tiene en cuenta la confi1uraci"n de la malla de voladura o iniciaci"n
DESCRIPCION DE OPERACIONES 2a producci"n de mineral es de '' -MS+d4a, con una ley promedio de 0'.)' 1r Au+-M, distri$uidas en @ niveles, entre las cotas B'' y 0@) m.s.n.m..7l la$oreo en netamente convencional, de$ido a la 1eometr4a del yacimiento como a su distri$uci"n de valores.
7l minado de mineral cumple con ser dinámico, se1uro, econ"mico y a la ve% tener una alta recuperaci"n 3ue permita reducir costos.
CORTE Y RELLENO ASCENDENTE 7l inicio es a partir del su$nivel $ase, dejando puentes de ms, respecto a la 1aler4a, se reali%a en cortes hori%ontales empleando sostenimiento temporal con madera. Concluido el corte, se procede a la limpie%a del mineral para lue1o preparar para el relleno hidráulico 3ue es el sostenimiento definitivo.
PERFORACION Y VOLADURA Como el avance de la e#plotaci"n es por re$anadas hori%ontales, la perforaci"n se hace verticalmente paralelo con le $u%amiento. 2os e3uipos de perforaci"n son ma3uinas Stoper con $arrenos de B pies y diámetro de & mm. 7n la voladura se emplea dinamitas semi1elatina con potencia relativa de B)Q y Pulverulentas de B)Q.
MALLA DE PERFORACIÓN 2a determinaci"n de la 1eometr4a urden # 7spaciamiento, esta $asada en la teor4a de Pearse
P#ars# !tili%ando el concepto de la ener14a de detonaci"n por unidad de Nolumen o$tuvo la si1uiente ecuaci"n
- 3 4V 2 +,56 2 D 2 7 PD 8 RT 9,.: Donde R Piedra Má#ima 5m6 FN R Constante 3ue depende de las caracter4sticas de las rocas 5'.@ a 0.'6 D R Diámetro del arreno 5 mm 6 PD R Presi"n de detonaci"n5 FGCM 9 6 K- R Kesistencia
MINADO DE VETAS ANGOSTAS METODO DE E2PLOTACIÓN
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C2 AS G7L7K A2 KC AS P AK ASOC AC ACL G A2T AD AD A D A D7 K AS P AK A N A N2 AD AD!K A T#na%#s
1ranito 1a$ro aplita sienita mon%onita diorita 1ranodiorita $asalto dolirita norita cali%a silificada cuarcita chert hematita silicea hornfeld minerales de hierro densos
Int#r$#"ias
riolita andesita dacita tran3uita fonolita o$sidiana 5 vidrio volcanico6 to$a y $recha volcanica arenisca cementada pi%arra metemorfica cali%a dolomita marmol
Fria;#s
rocas alteradas serpentina yeso anhidrita pi%arra filita lutita: arcilla compacta con1lomerado y $recha no cementada car$on andracita mar1a andracita mar1a
CK-7KS P P AK 2 A C A D72 M ML7K A2 AK A 7 A 7S-M AK AK 2 A CMP7-7LC A D A2 7S-M AC C L 7 L 7 K K 7 L D 7 2 A K K 7 S S 7 L C A A A 2 2 A C C M P K7SUL A 7 2 A A A R#sist#n%ia 7nsayos Nelocidad De Perforacion M ++ Min a Esti$a%i
T#r$ino
CASO + > TAEO
NIVEL
VETA
))' )'' )'' )''
CAKM7L 727LA 727LA 727LA
B9) '' B' /9'
Para Otros Es(u#r=os S# Consi"#ra La Sigui#nt# Es%aa D# Vaor#s> • • •
Ole#i"n o Do$lado 0+0' del coeficiente de compresi"n Corte o Ci%alla 0+0) del coeficiente de compresi"n -ensi"n o -racci"n 0+' del coeficiente de compresi"n
Las (or$uas r#?u#ri"as 'ara %a%uar # #s'a%ia$i#nto "# os taa"ros son> Por K. OKALF C?APP7--A 5 lastin1 Analysis nternational, nc 6 •
•
•
Para taladros completamente llenados 5por ejemplo 0''Q acoplados6 P; 3 +.@ B +,56 D Para una columna de car1a desacoplada P; 3 +.@ B +,56 D r% r* .@ Para una columna de car1a taponeada y desacoplada P; 3 +.@ B +,56 D r% r* C +8.@
Donde P$ R Presion del taladro en PS. rh R Kadio del taladro en pul1adas. rc R Kadio de la car1a e#plosiva en pul1adas. ρ R Gravedad especifica del e#plosivo. D R Nelocidad de Detonacion del e#plosivo en Pies+Se1. C R Porcentaje del total de la columna car1ada e#presada en decimales.
DINAMITA
SEMIGEL @:
Lro D7 CAK-!C?S Np 5 O- + ML6 KC 5 FG +CM 9 6 K- 5 FG +CM 9 6 P$5 FG +CM 9 6
) 9.9* )'' 0@ 0@'/.&
- M >
,.:
CASO > TAEO /0' *' /'
NIVEL 9'' 0@) 0@)
VETA SP2-LA-NDAD SP2- LA-NDAD SP2- LA-NDAD
DINAMITA Lro D7 CAK-!C?S Np 5 O- + ML6 KC 5 FG +CM 9 6 K- 5 FG +CM 9 6 P$5 FG +CM 9 6
SEMIGEL @: B 0.9) 9@) &. [email protected]'0
- M >
,.,
CASO 6 > TAEO )'' ))'
NIVEL 9)' 9)'
VETA LA-NDAD LA-NDAD
DINAMITA Lro D7 CAK-!C?S Np 5 O- + ML6 KC 5 FG +CM 9 6 K- 5 FG +CM 9 6 P$5 FG +CM 9 6
SEMIGEL @: B .9 @)' 9) B09./9
- M >
,.,
LDC7S D7 PKD!C-NDAD 7L -AJ7S -areas -ar + -m
,,6
En#.
F#;.
'.)/
'.)*
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Dinamitas F1 D + -m Accesorios De Noladura W + -m Accesorios De Perforacion W + -m cas + -m c + -m P.P + ca P.P + c
0.') 0.00)
'.&@'
0.&)
0.B*
0.&)
'.&@/ '.&@/ '.B0* './@ './@ '.'99 './' './' '.''& )' )' B'). 0/'' 0/'' 009./9
INDICES DE PRODUCTIVIDAD EN TAEOS 0.)
1.22
1.09
'.)
A
1.26
0.49
A’ B
B’
TAO , N) 6:,,
0 0.49
Alteraci"n:Propilitica, Ar1ilica Moderada Ouerte
DensidadCarga
0.49
AnchoMinado
' 9''
7L7
9
O7
18%
18.79%
0.)
1.22
1.09
Koca de caja Andesita:Diorita Alteraci"n:Propilitica, Ar1ilica Moderada Oracturamiento De$il a Moderado Diaclasamiento 9 sistemas
18
1.26 Densidad Carga
0
Sobre Rotura
'.) ' 9'',
1.4 1.2
1.29
7L7
1.29 1.24
1.26
1.04
O7
1.01
1 "tr ac$in
0.8 0.8
Mina&'a
0.6
A
A’ B’
B’ B
B
(ar'esa
TAO 6, N). 6+:
0.4 0.2 0 200!
"ne
#eb
TAO @: N) 6::,
BC-065 B-080 BC-100
Koca de caja Andesita Alteraci"n:Propilitica, Ar1ilica Moderada Oracturamiento Moderado Diaclasamiento 9 sistemas Koca de caja Andesita:Diorita
Vargas, 6 de 11
PROPIEDADES MEC0NICAS RESISTENCIA A LA COMPRESION Define la fuer%a o car1a por unidad de superficie $ajo la cual una roca fallara por ci%alla.
RESISTENCIA A LA TRACCION PROPIEDADES VOLUMJTRICAS
Define la fuer%a o car1a por unidad de superficie $ajo la cual una roca fallara por tracci"n.
DENSIDAD O PESO ESPECIFICO.:
PROPIEDADES GEOF/SICAS
Caracter4stica importante y resolutiva de las rocas y minerales inherentes a su propia estructura molecular definida como la relaci"n entre la masa del material y su volumen. definirá la velocidad s4smica y de transmisi"n de ener14a.
VELOCIDAD DE ONDA LONGITUDINAL.
COMPACIDAD Y POROSIDAD.5
7s la velocidad a la cual una roca transmitirá las ondas de compresi"n. !sualmente cuanto mayor sea la velocidad de la roca, se re3uerirá e#plosivo de mayor velocidad de detonaci"n.
VELOCIDAD SISMICA. 2a compacidad es la relaci"n de la Densidad aparente a la Densidad real su valor se apro#imará mas a la unidad cuanto mas densa sea la roca. 2a Porosidad es la relaci"n del volumen total de los espacios e#istentes en una roca a su volumen aparente. Al aumentar la compacidad hacia 0 , 3ue es el valor limite la porosidad tendera a cero.
DURE1A Y TENACIDAD.5 -Ecnicamente por dure%a se entiende a la resistencia al corte y penetraci"n 3ue presenta las rocas a la perforaci"n.
7s la velocidad por unidad de tiempo de las ondas s4smicas 5ndas P, S, K, 26 asociadas al evento de detonaci"n.
TECNOLOG/A DE INICIACIÓN A partir de una iniciaci"n convencional con el producto Carme# optamos por optimi%arla e introducir los MCK:K7-AKDS en tajeos de 7#plotaci"n y Orentes en desarrollo lo 3ue ha$rE la posi$ilidad de una simulaci"n previa de resultados de voladura con los si1uientes tiempos de retardos.
PROPIEDADES EL0STICAS DE LA ROCA MODULO DE ELASTICIDAD YOUNG 7s una medida de la resistencia elástica o de la ha$ilidad de una roca para resistir la deformaci"n. Cuanto mayor sea el valor del modulo de >oun1 será mayor la dificultad para romperse lle1ando muchas veces a a$sor$er la ener14a entre1ada por el e#plosivo y retornar a su estado inicial 5rocas elásticas6
RATIO DE POISSON 7s el radio de contracci"n transversal a e#pansi"n lon1itudinal de una material sometido a esfuer%os de tensi"n . cuanto mayor sea el radio de Poisson será mayor la propensi"n a rotura. Vargas, 7 de 11
SIMULACIÓN !n elemento dentro de un proceso de evaluaci"n de las operaciones de perforaci"n y voladura es poder predecir a travEs de ciertas herramientas, las consecuencias y $eneficios de introducir cam$ios en los parámetros de dise8o usados en una voladura sin dejar de lado los 4ndices de los e3uipos de operaci"n 3ue participan. !na de estas herramientas es el Soft;are 9D ench 5Simulaci"n para confi1uraci"n de iso:valores de tiempos de Micro retardos.
N DE TIEMPO DE SERIE RETARDO 0 /' Milise1undo 9 &' Milise1undo 09' Milise1undo / 0B' Milise1undo ) 9'' Milise1undo B 9)' Milise1undo @ '' Milise1undo & /'' Milise1undo * )'' Milise1undo 0' B'' Milise1undo 00 &'' Milise1undo 09 0''' Milise1undo 0 0/'' Milise1undo 0/ 0&'' Milise1undo 0) 9/'' Milise1undo Con los parámetros de dise8o propuesto por Pearse 3ue son apro#imaciones de dise8o efectuamos un levantamiento primario y su respectivo análisis y optimi%aci"n 3ue comprenderá, la creaci"n de malla, dise8o de tipo de e#plosivo 5car1a6, asistido por el 9D ench.
DISTRI-UCIÓN DE ENERG/A MALLA DISEKADA Taladros de Arranue
-aladro de '.'& m de diámetro
Area !ode "#ine$Pol%gon Crea&ion' dra( and edi& s&rings and )ol%gons se& s&ring and &e*& la+els on &e design
Taladros de Producción
2a distri$uci"n rill de !ode los e#plosivos dentro del maci%o rocoso afecta el 1rado de fra1mentaci"n ".ole Crea&ion' esperado, ya 3ue la distri$uci"n de la ener14a desarrollada poroleel)ro)er&ies e#plosivo depende and )a&&ern )ara!e&ers de la 1eometr4a de este al interior del maci%o, por lo 3ue se procedi" drill al análisis single olespropuesto and )a&&erns por Pearse. Con urden de '.9' y espaciamiento de '.9' m. 2o 3ue muestra li1eramente inadecuada "suare, s&aggered, )ol%gon, /ollo( s&ring' distri$uci"n de la ener14a disponi$le.
i!)or& s&rings and )ol%gons cu&$co)%$)as&e s&rings and la+els
i!)or& oles /ro! &e*& /ile edi& ole )ro)er&ies cu&$co)%$)as&e oles and a&&aced da&a
#oad !ode "a&erial #oading'
CREACIÓN DE MODELO load !ul&i)le decs o/ !a&erials load +% leng&, !ass, de)& /ro! collar or )ercen&age o/ ole leng&
urden '.9' m. y espaciamiento de '.9' m.
user-de/ina+le !a&erials s&ored in &ocs da&a+ase e*)losies and non-e*)losies (stemming, air-deck, water, etc)
Vargas, 8 de 11
dec )ro)er&ies s&ored (i& design
OPTIMI1ACIÓN DISTRI-UCIÓN DE ENERG/A MALLA OPTIMI1ADA Del análisis propuesto se determino un urden '.9' m y 7spaciamiento de '.0) m, lo 3ue muestra una distri$uci"n de ener14a adecuada desarrollada. Comprende un análisis minucioso de las A2-7KACL7S de Ar1iliti%aci"n , propiliti%acion , silicificacion lo 3ue lo hace al Medio Kocoso sea mas Competente o Menos Competente para la voladura
o(n .ole ela%s !ode Anlisis de "o(nole ela% euencing'
Tecnologa icro inser& de&ona&ors, )ri!ers and connec&ors e&ardos
AN0LISIS TJCNICO DE FRAGMENTACIN>
inser& a& dis&ance /ro! &oe or collar
de la los 2o 3ue verdaderamente va Distri$uci"n ha evaluar ener14a desarrollada resultados de voladura pXra loanali%ada cual decidimos utili%ar el soft;are Split Des
de/ine sca&&er "s&andard deia&ion' /or &i!ing anal%sis user-de/ina+le i&e!s s&ored in &ocs da&a+ase
so Tie!)os en 9 )ro)er&ies s&ored (i& design !odi/% )ro)er&ies a& an% &i!e
EFICIENCIA DE LIMPIE1A Y ACARREO>
e&ona&ion si!ula&ion
2os resultados de una $uena voladura se verán reflejados en má#imos rendimientos de la Pala, Garra y Acarreo.
dis)la% con&ours o/ /irs& de&ona&ion &i!es /or oles dis)la% car& o/ !a*i!u! ins&an&aneous carge (i& calcula&ion o/ PPV and air+las& +urden relie/ anal%sis calcula&e 3 and 4 energ% dis&ri+u&ions !odel near /ield PPV a&&enua&ion using &e .ol!+erg-Persson a))roac calcula&e &o&als /or design co!)onen&s: coun&, uan&i&%, !ass, cos& co)% design da&a &o e*&ernal a))lica&ion "e9g9 s)readsee&' co)% resul&s &o e*&ernal a))lica&ion or sae &o /ile
Vargas, de 11
Distri$uci"n de la 7ner14a Malla ptimi%ada 7spaciamiento urden
Confi1uraci"n de so Nalores de -iempos
ela%s !ode "ela% euencing' e/ine de&ona&ors and connec&or e/ine sca&&er "s&andard deia&ion' /or &i!ing anal%sis Connec& an% &(o oles or a line o/ oles n&er-ole in&er-ro(, uni-and +idirec&ional ;ser-de/ina+le i&e!s s&ored in s&ocs da&a+ase odi/% )ro)er&ies a& an% &i!e Pro)er&ies s&ored (i& design
Análisis de -ecnolo14a Micro Ketardos
so -iempos en MS.
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Atentamente, n1 Arturo Oeli# NAKGAS G!22ZL 57ncar1ado Dpto. Control de Perdidas6 n1 ?u1o Nidal ?7KK7KA S2[S 5Supervisor de ina '
Vargas, 11 de 11
