USO DE TALADROS LARGOS Y “DROP RAISING” EN VOLADURA DE CHIMENEAS Santiago Misari Perubar S. A.
INTRODUCCIÓN La mecanización actual en la minería nos permite desarrollar una serie de técnicas, las cuales tienen una alta incidencia en la productividad y eficiencia dentro de las operaciones mineras. La perforación y voladura voladura son operaciones unitarias que tienen estrecha estrecha relación en el proceso de minado, por lo tanto el diseño y ejecución de los mismos deben llevarnos a un resultado eficiente. Mediante el presente trabajo transmitimos las experiencias logradas en el uso de taladros largos y “Drop Raising” en voladura de chimeneas. La tecnología de perforación y voladura ha logrado avances muy importantes al implementar
equipos
de
alto
rendimiento.
Estos
dos
elementos
interrelacionados con las características Geomecánicas de las rocas van a determinar el éxito de una buena fragmentación de roca.
OBJETIVOS Ø
Eliminar por completo los riesgos más altos en el avance de chimeneas chimeneas de producción.
Ø
Eliminar el uso de andamios andamios metálicos.
Ø
Acelerar el ciclo de minado.
Ø
Disminuir costos costos de perforación y voladura. voladura.
1
ASPECTOS GEOLÓGICOS Los cuerpos son depósitos de baritina, sulfuros masivos y stockwork emplazados en volcánicos. Actualmente los yacimientos que están en producción son: Cecilia (Norte y Sur) y parte de Graciela. El mineral económico de mayor importancia es la marmatita y esfalerita y en menor proporción la galena, lo acompañan como ganga la baritina, pirita y como roca encajonante tenemos tufos, lavas felsíticas y calcosilicatos.
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TIPO DE ROCA Calcosilicatos Roca carbonatada de color gris Sedimentarios verdoso con venilla de calcita. Tufos Detritus de orígen calcáreo Sedimentarios Lavas Fésicas Dacíticas Volcánicos
Rampa Cecilia Roca Encajonante C.N. y C. S. Roca Encajonante C.N. y C. S.
Color marrón, andesíticas
ASOCIACIONES MINERALOGICAS Baritina Zinc
Textura bandeada, esfalerita diseminada y en menor proporción galena, color gris claro
C. Norte
Pirita Zinc
Textura brechosa, marmatita, galena color gris oscuro
C. Sur
CLASIFICACION GEOMECANICA DE LA MASA ROCOSA MATERIAL
ZONA
RMR
Q
Densidad Compres. Calidad gr/cm³ Uniaxial MPa
Marmatita Cecilia galena y pirita Sur
60
4.22
4
70-150
Regular
Baritina, Zinc Cecilia Norte
48
1.68
4.16
85-130
Regular
Baritina, Zinc Cecilia Norte
40
0.65
4.16
85-130
Mala
Calcosilicato
Rampa Cecilia
38
0.43
3.35
80-150
Mala
Calcosilicato Tufo
Rampa Cecilia
30
0.2
3.35
75-120
Mala
3
TAJEOS DE PRODUCCIÓN
DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN OPERACIONES UNITARIAS PERFORACIÓN
4
CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS Y FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PERFORACIÓN DE TALADROS LARGOS
ESPECIFICACION NOMBRE
EQUIPOS JUMBO
JUMBO
TRACK DRILL
TAMROCK
TAMROCK
INGERSOLL R.
ELECTRO HIDRAULICO
NEUMATICO
NEUMATICO
SOLO
SOLO
-
H 506 RTS
A 405 M
350 M
HL-500 S
L –410
L - 410
1
1
1
BAR
PSI
PSI
125 – 50 – 110
80 – 80 – 80
80 – 80 –- 80
BARRIDO
AGUA
AIRE /AGUA
AIRE / AGUA
PRESION DEL AGUA (BAR)
10 – 14
3–5
3–5
-
-
MARCA ENERGIA TIPO MODELO – EQUIPO MODELO – MARTILLO N° PERSONA PER – ROT – AVAN
CONSUMO DE ENERGIA MOTOR 45 Kw., BOMBA 4 Kw., COMP. 7 Kw.= 56 Kw.
BARILLAJE
L = 1.5 m. (MF)
L = 1.5 m. SOGA L = 1.5 m. SOGA
COPLA INCORP R32.
COPLA R32
COPLA R32
Ø=1¼
Ø=1¼
Ø=1¼
2”, 4” y 5”
2”, 4” y 5”
2”, 4” y 5”
SECCION PERFORACION
RADIAL 360°
RADIAL 360°
DESCENDENTE
TRASLADO
REMOLQUE
REMOLQUE
REMOLQUE
DIAMETRO DE BROCA
COMPLEMENTARIO
Chequeo Guiador, Nivelación y Centrado, Afilado de Brocas.
5
TIEMPOS DE PERFORACION CICLOS
JUMBO HIDRAULICO
JUMBO NEUMATICO
(12 BARRAS)
(12 BARRAS)
Perforación
13’
30’
Colocar Barras
3’
4’
Recuperar Barras
15’
20’
Ciclo Total
31’
54’
PERFORACION EN TAJEOS JUMBO HIDRAULICO TIPO DE ROCA
JUMBO TRACK DRIL L NEUMATICO
CALIDAD ROCA
Barras/ Guardia
Barras/ Guardia
Barras/ Guardia
Baitina, Zinc
Suave
100
63
38
Pirita, roca, Zinc
Duro
58
37
12
Muy duro
36
23
7
Plomo, Zinc, Roca, Pirita
VELOCIDAD DE PERFORACION EQUIPO VELOCIDAD Ø PERFORAC. ( m/min.) BROCA
LONG. BARRA
PERFORAC. N° BARRAS NETA X GUARDIA
(Pulg)
(m)
( hrs )
JUMBO N° 4
1.3
2”
1.5
4h 42”
60
JUMBO N° 3
0.6
2”
1.5
3h 28”
34
JUMBO N° 2
0.6
2”
1.5
3h 57”
29
6
7
VOLADURA EQUIPO
: ANFOCAR CAPACIDAD 320 Kg. PRESION DE CARGUIO 30 Lbs / Pulg2
PERSONAL : 2 (MAESTRO Y AYUDANTE) Las propiedades Geomecánicas de la masa rocosa tienen que ver con el rendimiento específico de determinado tipo de explosivo. •
Modulo Elástico: Capacidad para transmitir la energía.
•
Resistencia compresiva, la energía requerida: Facilidad para generar fracturas y desplazamiento de los fragmentos de rocas.
La cantidad y distribución de explosivo en un taladro está en función del diámetro de taladro, altura o profundidad de los mismos, malla (B x S), la proyecciones del material y las condiciones geológicas estructurales de la masa rocosa
EQUIPO ANFOCARD
8
DISTRIBUCIÓN DE CARGA EN UNA CHIMENEA CON EL DISEÑO ANTIGUO
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PRIMERA PRUEBA METODO '' DROP RAISING '' Lugar : Mina Cecilia Norte Labor : Chimenea en tajeo " Z " del Niv. 990 al 1015 Fecha : 07 de Diciembre de 1998 UNIDADES
PARAMETROS
DIMENSIONES
1
2
3
4
altura ancho largo
Volumen roto Diámetro del taladro (1) Total taladros Prom .de profundidad Total metros perforados Velocidad de perforación Tiempo total Gravedad especifica del explosivo Explosivo por metro . Promedio de taco Total explosivos
m. m. m. m 3. mm. ( 2") un m. m. m. /hora horas grs./cc kgs. m. kgs.
Diámetro del taladro (2) Total taladros Prom .de profundidad Total metros perforados Velocidad de perforación Tiempo total Tiempo total de perforación Total m3. por metro perforado.
mm. ( 5¨ ) un m. m. m /hora horas horas m3/m
Total m3.por kg. de explosivo
m3/kg.
Equipo: Jumbo Neumatico PERFORACION DE ABAJO HACIA ARRIBA PERFORACION DE ARRIBA HACIA ABAJO
5.50 16.50 2.00 2.00 2.00 2.00 22.00 66.00 51.00 51.00 17.00 17.00 5.50 16.50 93.50 280.50 7.00 7.00 13.40 40.00 0.90 0.90 1.82 1.82 0.76 x 17 = 12.92 0.80 m.x 17 = 13.60 93.50 -12.92 = 80.58 m. 280.50 -13.60 = 266.90 m. 80.58m. x 1.82 kgs./m. = 147 Kg 266.90 x 1.82 kgs./m. = 486 127.00 127.00 3.00 3.00 5.50 16.50 16.50 49.50 2.50 2.50 6.60 19.80 13.40 hrs. + 6.60 hrs. = 20 hrs. 40 hrs. +19.80 hrs. = 59.80 hrs. 93.50 +16.50 = 110 m. 280.50 +49.50 = 330 m. 22 : 110 = 0.20 66 : 330 = 0.20 22 : 147 = 0.15 66 : 486 = 0.14
SEXTA PRUEBA - METODO " DROP RAISING " Lugar : Mina Cecilia Norte Labor : Chimenea en Tajeo "660 " del Niv. 965 Fecha: 27 de Enero de 1999 Responsable : Ing. Santiago Misari 1.- PERFORACION DE CHIMENEA DE ABAJO HACIA ARRIBA Dimensiones : altura 14.00 m. ancho 2.20 m. largo 2.20 m. Total volumen roto 67.76 m 3. 1.1. Diámetro de taladro (1) 51.00 mm Ø ( 2") Total taladros 17.00 Promedio profundidad 14.00 m. Total metros 238.00 m. Velocidad de perforación 7.00 m ./ hora ( con Jumbo Neumático ) Tiempo total 34.00 horas 1.2. Gravedad especifica de explosivo 0.90 grs/cc Kgs. Explosivo por metro 1.82 kg. Promedio de taco 0.50 m.x 17 = 8.50 m. Total explosivos 238 - 8.50 = 229.50 m. 229.50 x 1.82 = 417.70 kgs. 1.3. Diámetro de taladro (2) 127.00 mm ( 5") Total taladros 4.00 Promedio profundidad 14.00 m. Total metros perforados 56.00 m. Velocidad perforación 2.50 m ./hora (con Jumbo Neumático) Tiempo total 22.40 hrs. 1.4. Tiempo total del perforación 34.00 hrs.+ 22.40 hrs. = 56.40 horas Metro cubico por metro perforación 67.76/ 294,00 = 0.23 Metro cubico por kg. Explosivo 67.76/ 417.70 = 0.16
10
11
12
13
COSTOS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA EN CHIMENEAS CON JUMBO HIDRÁULICO
Altura del banco (m) Sección : ( m x m) N° Taladros 2” Ø Metros perforados por guardia Total metros perforados Costo de perforación 2" ($/m) talad. Costo de perforación de 2” ($/m) chim. N° Taladros 5” Ø Metros Perforados X Hora Metros Perforados X Guardia Total metros perforados Costo perforación ($/m) talad. Costo perforación ($/m) chim. COSTO TOTAL ($/m) tald. COSTO TOTAL PERF. ($/m) chim. COSTO DE VOLADURA ($/M) chim. COSTO ACROW COSTO TOTAL PERF. Y VOLAD. ($/m) * ** ***
DISEÑO ANTIGUO 15 2 x 2 15 74 225 8 120
DROP RAISING 1 15 2.2 x 2.2 17 74 255 8 136
DROP RAISING 2 15 2.2 x 2.2 17 74 255 8 136
3 2.5 13.5 45 14 42 22 162 21.7
4 2.5 13.5 60 14 56 22 192 26.4
6 2.5 13.5 90 14 84 22 220 19.0
14.2 197.9
218.4
239
* ** ALTO RIESGO: Chimenea ciegas y comunicados PERSISTE EL RIESGO: Solo en chimeneas ciegas SE ELIMINA RIESGO: en ambos casos
***
14
CONTROL DE VIBRACIONES EVENTO ONDAS
TAJEO
CRUCERO
RAMPA
Trans
Vert.
Long.
Trans
Vert.
Long.
Trans
PPV (mm/s)
17,3
14,9
25,5
23,5
34,2
29,1
14,5
Frecuencia (Hz)
68
64
73
>100
>100
>100
>100
Tiempo (Seg.)
0,008
0,032
0,009
74,85
100.282 74,85
75.429 75.424 69.813
Aceleración Pico (mm)
1,01
0,901
1,41
2,74
4,48
2,88
2,17
5,32
1,76
Desplazamiento Pico (mm)
0,0362 0,0615 0,0634 2,42
1,85
3,08
4,48
4,41
5,95
Vector Resultante Pico (mm/s) Distancia de Medición (m) Carga por retardo (kg)
Vert.
Long.
>100
>100
30,8
37,4
35,3
18
18,5
16,5
45,8
3,9
3,9
COSTO POR NATURALEZA DE GASTOS
15
16
CENTRO DE COSTOS PERUBAR COSTOS DE PRODUCCION COSTOS DE PRODUCCION
1999
2000
'000 USD
Cost Unit ($/t)
'000 USD
Cost Unit ($/t)
51,333 18,355
1.14 0.41
51,985 13,263
1.11 0.26
EXTRACCION Y CARGUIO
24,222
0.54
25,121
0.57
SOSTENIMIENTO
35,540
0.79
36,508
1.02
TRANSPORTE INTERNO
40,083
0.89
57,023
1.00
SERVICIOS AUXILIARES
30,553
0.68
30,530
0.68
RELLENO HIDRAULICO
145,368
3.23
111,970
2.33
GEOLOGIA
11,066
0.25
9,338
0.20
INGENIERIA
6,027
0.13
5,854
0.15
MANTENIMIENTO
20,564
0.46
16,041
0.39
SUPERVISION
14,178
0.32
12,331
0.31
TOTAL COSTO MINA
397,289
8.83
369,963
7.54
TOTAL COSTO CONCENTRADORA
148,367
3.23
138,174
2.98
TOTAL COSTOS INDIRECTOS
141,516
3.08
126,912
2.74
687,172
14.98
635,249
14.01
MINA
PERFORACION VOLADURA
COSTO TOTAL PRODUCCION
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CONCLUSIONES 1. Los métodos de perforación y voladura utilizando el Drop Raising, son indudablemente los más seguros en cuanto a protección del personal y equipo. 2. El éxito de la voladura depende del paralelismo de los taladros. 3. Para disminuir la desviación de los taladros debe cumplirse lo siguiente: •
Tener el equipo en buenas condiciones.
•
Usar barras estabilizadoras.
•
Capacitar al perforista e inculcarle las implicancias de una mala perforación.
4. Las vibraciones se minimizan mediante las voladuras controladas así mismo carga desacoplada, la que reduce la transferencia de energía. 5. Estos métodos de perforación y voladura nos han permitido agilizar el ciclo de minado. 6. Los costos de perforación tuvieron un incremento. 7. Los costos de voladura tuvieron una reducción.
REFERENCIAS 1. DETALLES POR CENTRO DE COSTOS – PERUBAR 2. MONTHLY REPORT – PERUBAR 3. ESTUDIO GEOMECANICO – MINAS CECILIA NORTE, CECILIA SUR PERUBAR – Ing° David Cordova 4. “EXPLOSIONS RESEARSH APPLIED TO MINE BLASTING” CW LIVINSTON MINING ENGINEERING – 1960
AND QUERRY
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