diseño de precorte en la mina toquepala.pdf

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Perforacin y Disparos Pg. 1 de 22

DISEO DE PRECORTE EN LA MINA TOQUEPALA: SOUTHERN PER COPPER CORPORATION

RESUMEN: La Mina Toquepala, propiedad de Southern Per Copper Corporation, es un Yacimiento de Prfidos de Cobre, que tiene una antigedad de ms de 40 aos, lo cual hace que en la actualidad, estemos trabajando en niveles profundos, donde, debemos tener especial cuidado en establecer y definir parmetros de Vibracin (Velocidades Pico Partculas Crticas), y obtener paredes estables que soporten la carga portante de los niveles superiores para llevar una operacin de minado dentro de los estndares de Seguridad, Calidad, y Productividad. Es importante recordar, que muchas veces los problemas de inestabilidad tienen su verdadero origen en diversos aspectos, como geolgicos, redistribucin de esfuerzos, presencia de agua, diseo, etc. As mismo, es lgico inferir que las voladuras que realizamos a diario en la mina Toquepala de alguna manera alteran en forma progresiva y sistemtica los parmetros geomecnicos del macizo rocoso, pudiendo contribuir a afectar en ltimo trmino la estabilidad de los taludes, mucho ms an, si no se tiene definido un diseo de voladura de control que minimicen los daos.

FOTOS No 01: VISTA PANORMICA DE LA MINA TOQUEPALA

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1. DEFINICIN DE PRECORTE: Consiste en perforar una serie de taladros a lo largo de la lnea lmite de excavacin, con carga explosiva y espaciamiento menor a los empleados en una voladura convencional o de produccin, de modo que al disparar en forma simultnea o retardada cada cierto nmero de taladros antes de iniciar la voladura principal, exceda la resistencia dinmica de traccin de la roca, y se genere un plano de debilidad que sirva de amortiguacin para las vibraciones de dicha voladura, ello bajo el concepto de minimizar las presiones en los taladros.

2. OBJETIVOS: Obtener paredes de taludes estables, con las cuales, durante el proceso productivo,

asociemos los aspectos de seguridad, econmicos y ambientales en la mina. No sobrepasar la Velocidad Pico Partcula Crtica para preacondicionar el macizo rocoso,

para futuros deslizamientos. Inducir una lnea de fracturas en un plano, para atenuar vibraciones producidas por la

voladura principal Minimizar el dao al macizo rocoso en su entorno, protegiendo la integridad de los bancos y

la estabilidad de los taludes, asegurando ngulos da diseo.

3. APLICACIONES: Es importante tener en cuenta, que el Precorte no va a funcionar en cualquier tipo de estructura rocosa, el xito o fracaso de una voladura, est en funcin de la calidad del macizo rocoso, es decir, ms que los parmetros del explosivo, y parmetros de perforacin y voladura; las caractersticas Geo-Estructurales del macizo rocoso son los que en definitiva jugaran el papel ms importante, es importante tener presente: Caracterizaciones del macizo rocoso. Resistencias a la compresin y traccin simple de la roca. Espaciamiento y orientacin de las discontinuidades. Propiedades elsticas de las rocas. Velocidad de propagacin de las ondas. ndices de anisotropa y heterogeneidad de los macizos rocosos. Densidad de Fracturas en el macizo rocoso.

4. BENEFICIOS: El primer beneficio que nos brinda las voladuras de Precorte, es el aspecto de seguridad, es

decir, implica desarrollar una operacin de minado con taludes estables y definidos, evitando el colapso de materiales rocosos a los frentes de minado, instalaciones, y accesos de acarreo.

El obtener taludes definidos y estables, nos permiten incrementar los ngulos de banco, y ngulos Inter-Rampas, los cuales reflejaran la magnitud de movimientos de materiales (mineral + estril), evaluando el beneficio econmico asociado al menor movimiento de

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materiales producto del incremento angular en los distintos sectores de la mina que a su vez ser funcin del costo de mina.

Acta como una barrera de amortiguacin en los lmites de las paredes del tajo, disipando la energa explosiva por la grieta producida por el Precorte, esto se traduce en reducir las vibraciones efectuadas por la voladura.

Previene la apertura de discontinuidades y fisuracin de la roca, que pueda causar inestabilidades.

5. CONSIDERACIONES DEL MACIZO ROCOSO A TENER PRESENTE EN EL DISEO: 5.1 CLASIFICACIN DEL MACIZO ROCOSO:

Se ha estructurado las litologas, en funcin a la presencia de Yeso, la misma que presenta una configuracin irregular de su tope. La presencia de yeso Anhidrita en la mina, ha favorecido a las rocas, actuando como cementante de fisuras, dndoles una mayor solidez. Para efectos de las voladuras, se ha clasificado el macizo rocoso de la siguiente manera:

CUADRO No 01: CLASIFICACIN DEL MACIZO ROCOSO

5.2 CARACTERIZACIN DE LOS MACIZOS ROCOSOS: Son variables cuantificadas a partir de las caractersticas que presenta el macizo rocoso, expresadas en medidas, que sirven para valuar o valorar en trminos numricos un macizo rocoso desde 0% a 100%, clasificando desde una calidad muy mala a muy buena respectivamente, tomando en consideracin:

MACIZOS ROCOSOS UNIDADES LITOLOGICAS BLASTING DRILL

DiBx-G/A Brecha Diorita con Yeso G/A DRocas Intrusivas Di-G/A Diorita con Yeso G/A D

ROCAS CON YESO Dp-G/A Dacita con Yeso G/A DPxSil-G/A Pebble Brecha Silicificada con Yeso G/A D

Brechas Bx-G/A Brecha con Yeso G/A DBxT-G/A Brecha Turmalina con Yeso G/A D

Di-Prop Diorita Proplica D MDi-Qs Diorita Sericitizada S S

Rocas Intrusivas Da Dacita Aglomerada D MPx Peble Brecha D MLp Latita Porfirtica D M

Bx-Qs Brecha Angular Sericitizada S MBrechas Bx-Sil Brecha Angular Silicificada S M

ROCAS SIN YESO BxT Brecha Turmalina D DPx-Qs Pebble Brecha Sericitizada S M

Qq Prfido Cuarcfero Quellaveco M MTd Dolerita Toquepala M MTa Andesita Toquepala M S

Rocas Volcnicas Ta-Sil Andesita Toquepala Silicificada D MTr Riolita Toquepala M S

Tr-Sil Riolita Toquepala Silicificada M MTq Prfido Cuarcfero Toquapala M MAa Alta Andesita M M

TIPOS DE ROCAS

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Compresin Uniaxial (Resistencia) RQD del macizo rocoso Espaciamiento de las discontinuidades o frecuencia de fracturas. Condicin de las discontinuidades del macizo rocoso. Para la caracterizacin del macizo rocoso, existen sistemas como el RMR, RSR, GSI, etc.

CUADRO No 02: PARMETROS GEOMECNICOS

5.3 PROPIEDADES FISICAS DE LA ROCA: Deben ser apropiadamente evaluadas para evitar sobre rompimiento de la pared del talud. La evaluacin de las propiedades de la roca, es tambin esencial durante la determinacin de los lmites mximos de carga, para evitar daos en la estructura rocosa. Las propiedades ms importantes a considerar son: Resistencia a la Compresin Resistencia a la Traccin: Mdulo de Elasticidad Cohesin: ngulo de Friccin: Densidad de la roca: RQD

5.4 FRECUENCIA DE FRACTURAMIENTO DEL MACIZO ROCOSO:

La frecuencia del fracturamiento (FF) es el espaciamiento perpendicular entre las fracturas de un mismo sistema, el cual es muy variable. Determinando los principales sistemas de fracturas de un macizo rocoso, y conociendo su comportamiento, se logra un mejor diseo de la malla de perforacin, y se predice los resultados de la voladura, tambin podemos mejorar los cortes en las paredes ajustando y orientando favorablemente el proyecto de voladura. Si existe un incremento de la densidad de fracturas, decrece la posibilidad de formar un plano de debilidad con la voladura de precorte.

5.5 ORIENTACIN DE LAS ESTRUCTURAS GEOLGICAS: En la foto de abajo, podemos apreciar, un mecanismo de corte especial del fallamiento planar, en la que dicho corte, se produce a travs de una nica superficie plana, y esta se produce cuando existe un fracturamiento dominante en el macizo rocoso, y

Parmetros Rocas con Yeso Volcnicode Medicin G/A Da Di Tq

Valoracin de la Masa Rocosa (RMR) 93.00 92.00 90.30 90.50Indice de Resistencia Geolgica (GSI 88.00 87.00 85.30 85.50Resistencia a la compresin (Mpa) 179.20 179.20 152.90 122.30Resistencia a la Traccin (Mpa) 8.80 7.80 5.20 5.50

Rocas Intrusivas

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convenientemente orientada respecto al talud, es decir, existe un predominio de la Estructura geolgica que define la Geometra del talud, neutralizando la perforacin y voladura de Precorte en el Sector.

FOTO No 02: PRESENCIA DE ESTRUCTURA PLANAR

5.6 VELOCIDAD DE PROPAGACIN DE LA ROCA: La velocidad de propagacin de la roca, es un parmetro para seleccionar el explosivo, efectuando una relacin de Impedancia entre la velocidad de detonacin de un explosivo, y la velocidad snica del macizo rocoso, y adicionando a este punto las experiencias de campo, podremos determinar el tipo de explosivo que requiere el macizo rocoso para su respectiva deformacin.

CUADRO No 03: CARACTERSTICAS DE LAS ROCAS

6. CONSIDERACIONES TCNICAS DE DISEO: 6.1 NGULOS DE CARAS DE BANCO:

Macizo Rocoso fracturado, heterogneo cercano a la falla mayor Yarito: 65 a 70 Macizo Rocoso fracturado con estructuras tipo cua: 65 a 70 Macizo Rocoso blocoso intemperizado con estructuras planares: 65 a 70 Macizo Rocoso fresco con estructuras planares y diques potentes fracturados 75 a 78. Abajo, se muestra un plano y un cuadro, donde se hace mencin de los diferentes ngulos Inter-Rampas por Dominio Estructural de la mina.

Litologa Dureza Densidad Vpg/cc m/s min max

G/A G/A 2.70 4851.00 1.00 5.00Da Dura 2.60 2985.00 1.00 4.50Di Media 2.70 2134.00 1.00 2.50Tq Media 2.60 2207.00 0.50 2.00

Frecuencia de Fracturas

Predominio de Estructuras Geolgicas, se pueden observar los taladros perforados

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FIGURA No 01: NGULOS INTER-RAMPAS POR DOMINIO ESTRUCTURAL

CUADRO NO 04: NGULOS INTER-RAMPAS POR DOMINIO ESTRUCTURAL

45

45

38

38

38

38 38

38

38

38

38

3838

42

48

42

42

41

48

48

4848

46

46

46

46

44

4243

4343

43

45

45

38

38

38

38 38

38

38

38

38

3838

42

48

42

42

41

48

48

4848

46

46

46

46

44

4243

4343

43

3940414243444546

4847

COD

. M

ED

3837

345678910

1211

21

ANG

ULO

3940414243444546

4847

COD

. M

ED

3837

345678910

1211

21

ANG

ULO

SOBRE EL LIMITE DE YESO/ANHIDRITADOMINIOS VOLCANICOS DACITA AGL. DAC. PORF DIORITA BRECHA DEFAULT

ROCAS ( 1 - 6) (7 - 8) 9 10 (11 - 15)1 ESTE-SUR 2 2 22 ESTE-CENTRO 2 2345 Z. TOQUEPALA 01 10 12 126 NOR-OESTE 9 11 97 N-O GRAVEN 5 4 48 OESTE >=3220 6 2 58 OESTE < 3220 6 9 59 Z. COLA DE CABALLO 9 6 5 610 ZONA MICALCO11 ESTE - NORTE 2 2 2 212 DACITA 6 6 613 Z. TOQUEPALA 02 7 10

BAJO EL LIMITE DE YESO/ANHIDRITADOMINIOS VOLCANICOS DACITA AGL. DAC. PORF DIORITA BRECHA DEFAULT

ROCAS ( 1 - 6) (7 - 8) 9 10 (11 - 15)1 ESTE-SUR 7 72 ESTE-CENTRO 7 7345 Z. TOQUEPALA 01 10 12 126 NOR-OESTE 12 127 N-O GRAVEN 12 98 OESTE 8 12 69 Z. COLA DE CABALLO 9 12 5 910 ZONA MICALACO 12 1211 ESTE-NORTE 7 7 7 712 DACITA 6 613 Z. TOQUEPALA 02 10 9 10

Nro.

Nro.

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6.2 PRESIN DE DETONACIN: Es una indicadora de la habilidad de un explosivo sin desacople para fragmentar la roca, para que se produzca este efecto, esta presin debe ser mayor a la resistencia a la compresin de la roca. El precorte emplea bajas presiones en el taladro, para provocar la fractura de la roca por traccin entre los hoyos con mnimo dao circundante:

2exp )(110 VODPd = Ecuacin 01

Donde:

Pd : Presin en las paredes del taladro (Mpa).

exp : Densidad del explosivo (g/cc).

VOD : Velocidad de Detonacin (Km/s)

Cargas Desacopladas, y Cargas Distribuidas: Tanto la presin del taladro como el back break, se pueden reducir mediante cargas desacopladas o cargas distribuidas equidistantes:

=

Hl

Dd

FDh

exp2

2exp

Ecuacin 02

Donde:

FD : Razn de desacoplamiento, definida como la relacin del volumen del explosivo y volumen del taladro.

expd : Dimetro del explosivo (Pulg.)

hD : Dimetro del taladro (Pulg.)

expl : Longitud del explosivo (m)

H : Longitud del taladro (m).

Reduccin de la Presin de Detonacin: El principio del Precorte, es la obtencin de un plano de debilidad a travs de minimizar las presiones en el taladro, esto se logra, con el empleo de explosivos de baja velocidad de detonacin, y con cadas de presiones desacoplando el explosivo en relacin al dimetro del taladro:

2exp )(110 VODFDPb n = Ecuacin 03

Donde:

Pb : Presin de detonacin desacoplada o reducida (Mpa).

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exp : Densidad del explosivo (g/cc).

VOD : Velocidad de Detonacin (Km/s) FD : Razn de desacoplamiento, definida como la relacin del volumen del

explosivo y volumen del taladro. n : Exponente, 1.25 para taladros sin agua y 0.9 para taladros con agua.

6.3 ESPACIAMIENTO ENTRE TALADROS: El uso de mayor nmero de cargas pequeas hace decrecer el radio de fracturas alrededor del taladro, y disminuye la probabilidad de que los grandes volmenes de gases explosivos de una simple carga sean canalizados dentro de una fractura causando serias roturas hacia atrs (Back Break):

( ) 0254.0+=T

TPbDS h Ecuacin 05

Donde:

S : Espaciamiento entre taladros (m)

Pb : Presin del taladro de una carga desacoplada (Mpa)

hD : Dimetro del taladro (pulg)

T : Esfuerzo de tensin de la roca (Mpa)

GRFICA No 01: CLCULO DEL ESPACIAMIENTO EN FUNCIN AL DAMETRO PARMETROS DE DISEO

50 100 150 200 250 300 350

1

2

3

4

5

6

Civil EngineeringOpen Pits

Smooth wall blastingS = ( 29.0 4.6) x d / 1000PresplittingS = ( 12.9 2.6) x d / 1000

Shothole diameter, d (mm)

Sho

tho

le sp

acin

g, S

(m)

Use Shorterspacing in hardor broken rock

127mm=5.0"

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UADRO No 05: CLCULO DE PARMETROS DE DISEO

6.4 DISEO DE LA LNEA BUFFER: Las lneas buffer tienen menor burden, espaciamiento y concentracin de carga explosiva que los taladros de produccin, de manera que durante el proceso de detonacin amortiguan la accin de la onda de compresin provenientes de los taladros de produccin, para lograr esta accin, es importante que los taladros que conforman esta hilera, tengan entre 60% y 70% la presin de detonacin de los taladros de produccin; como la presin de detonacin es una relacin directa donde intervienen la densidad y velocidad de detonacin del explosivo, este decaimiento se obtiene empleando explosivos con menor densidad y velocidad de detonacin.

2/11000

=

SBRHFCCE

Brbp

bb Ecuacin 06

bb BS 15.1=

Donde:

bB : Burden buffer (m).

bS : Espaciamiento buffer (m).

bCE : Carga Explosiva Buffer (Kg).

pFC : Factor de Carga Produccin (g/TM).

bH : Altura de banco (m).

Unidad G/A Da Di Tq

Presin en las paredes del taladro Mpa 3437.50 3437.50 3437.50 3437.50Densidad del explosivo g/cc 1.25 1.25 1.25 1.25Velocidad de Detonacin Km/s 5.00 5.00 5.00 5.00

Razn de desacoplamiento --- 0.07 0.07 0.05 0.05Dimetro del Explosivo Pulg. 1.50 1.50 1.50 1.50Dimetro del Taladro Pulg. 5.00 5.00 5.00 5.00Longitud del Explosivo m 12.00 12.00 9.00 9.00Longitud del Taladro m 15.50 15.50 15.50 15.50

Presin de detonacin reducida Mpa 123.06 123.06 85.89 85.89Exponente para taladros secos --- 1.25 1.25 1.25 1.25

Espaciamiento entre taladros m 1.90 2.13 2.22 2.11Esfuerzo de tensin de la roca Mpa 8.80 7.80 5.20 5.50

TIPOS DE ROCAPARAMETROS A CALCULAR

Pdexp

VOD

FDexpdhD

explH

Pbn

ST

=

Hl

Dd

FDh

exp2

2exp

2exp )(110 VODFDPb n =

( ) 0254.0+=T

TPbDS h

2exp )(110 VODPd =

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r : Densidad de la roca (g/cc) SBR : Relacin, espaciamiento burden.

QD

fDKS

hp

phbfcpt

=

2/12

001.0 Ecuacin 07

tS : Standoff Buffer.

fcpK : Porcentaje de Factor de carga, respecto a produccin (%).

hbD : Dimetro de perforacin: buffer (Pulg).

pf : Porcentaje de malla, respecto a produccin (%)

hpD : Dimetro de perforacin: produccin (Pulg).

Q : Quebradura.

CUADRO No 06: CLCULO DE PARMETROS DE DISEO

Unidad G/A Da Di TqCarga Explosiva Kg 350.00 125.00 125.00 125.00

DISEO DE PARAMETROS DE PRODUCCIONAltura de banco (m). m 15.00 15.00 15.00 15.00Diametro perforacin Pulg. 11.00 11.00 11.00 11.00Burden Produccin m 6.08 6.08 8.70 8.70Espaciamiento Produccin m 7.00 7.00 10.00 10.00Quebradura --- 4.00 4.00 3.50 3.50Relacin, espaciamiento burden --- 1.15 1.15 1.15 1.15densidad roca gr/cc 2.70 2.60 2.70 2.60Factor de Carga Produccin gr/TM 400.00 350.00 120.00 120.00

DISEO DE BUFFERBurden buffer m 4.84 3.99 5.87 5.98Espaciamiento buffer m 5.58 4.59 6.74 6.87Burden buffer, equivalente a malla cuadrada m 5.20 4.28 6.29 6.41Espacia. buffer, equivalente a malla cuadrada m 5.20 4.28 6.29 6.41Dimetro perforacin Pulg. 11.00 5.00 11.00 11.00Porcentaje malla respecto produccin % 79.66 65.60 67.44 68.73Porcentaje FC resp. Produccin (50 -100) % 80.00 50.00 65.00 65.00

Standoff buffer m 2.85 1.25 1.90 1.94

PARAMETROS A CALCULAR TIPOS DE ROCA

bHhbDpB

pSQ

SBRr

pFC

bBbS

hbDpffcpK

tS

bCE

2/11000

=

SBRHFCCE

Brbp

bb bb

BS 15.1=

QD

fDKS

hp

phbfcpt

=

2/12

001.0

bBbS

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7. ASPECTOS COMPLEMENTARIOS EN EL DISEO DE PRECORTE: 7.1 PERFORACIN:

La perforacin para el precorte debe ser lo ms exacta posible en trminos de espaciamiento, burden, inclinacin, orientacin, y alineamiento, con la finalidad de obtener una pared uniforme, delimitada por la continuidad de los taladros en la voladura del Precorte, lo que marcar el lmite de excavacin de la Pala de acuerdo a los parmetros de diseo.

7.2 SOBRE ROTURA EN LA CRESTA: La Sobre perforacin afecta el fracturamiento de la cresta, que es causado directamente por la tendencia natural de la columna explosiva de crear crter y la rotura hacia la cara libre. Se ha simulado el comportamiento de la energa explosiva en una seccin de perforacin de precorte, tomando en consideracin los parmetros de las propiedades geomecnicas del macizo rocoso, patrones de perforacin, y diseos de secuencia y cargas explosivas, en dicha simulacin, podemos observar, que los halos de energa estn por encima de 1.5m con referencia a la Sobre perforacin.

DISEO No 01: ANLISIS DEL COMPORTAMIENTO ENERGTICO

Sector daado

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7.3 DAMETRO DE PERFORACIN: Cuando perforamos taludes finales, con el mismo dimetro de perforacin que el de los taladros de produccin, los resultados luego de la voladura, no son los adecuados, esto debido a que cuando ms grande es el dimetro del taladro, tambin ms grande es el radio de rotura, esto nos demuestra que dimetros menores al de produccin ocasionarn menor dao a las paredes del tajo.

FIGURA No 02: ESQUEMA DEL COMPORTAMIENTO EN LA ZONA DE TENSIN

8. DISEO DE PERFORACIN Y VOLADURA DE PRECORTE: 8.1 DISEO DE PERFORACIN DE PRECORTE.

DISEO No 02: ESQUEMA DE PERFORACIN EN BRECHA CON YESO

CRESTA

65

15m

L.M.7m

TALA

DRO

BU

FFER

4,5m

TOE

1,5m

7m

6,08m 6,08m 6,08m3,5m

LINEA DE SUB-DRILL

TALA

DRO

PR

ECO

RTE

3,5m

4,5m

CRES

TA

TOE

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N1m

77

7m

TOE

8,3m

1.5m

4.0m

5.0 Pulg.5.0 Pulg.11.0 Pulg.11.0 Pulg.

ONDAS D

E CHOQUE

ONDAS DE

CHOQUE

ONDAS D

E CHOQUE

ONDAS DE

CHOQUE

ZONA DE TENSION

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DISEO No 03: ESQUEMA DE PERFORACIN EN BRECHA CON YESO

8.2 DISEO DE CARGAS EXPLOSIVAS: Durante la ejecucin de sta etapa, hemos empezado empleando Cargas Distribuidas sin desacople de ANFO a travs de Decks para decaer la velocidad y presin de detonacin del explosivo, hoy empleamos explosivos desacoplados, fabricados especialmente para Precorte.

FOTO No 03: EXPLOSIVO PARA PRECORTE

La densidad de Carga Lineal, la podemos determinar tambin a travs de la Siguiente grfica, la cual toma como referencia el espaciamiento de los taladros de Precorte.

LINEA DE SUB-DRILL

6,09m6,09m6,09m5m

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N

L.M.CRESTA

TOE

77

TALA

DRO

BU

FFER

65

15m

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N

7m3,5m

TALA

DRO

PR

ODU

CCIO

N

2m

4,5m

CRES

TA

TOE

1m

TALA

DRO

PR

ECO

RTE

TOE

7m8,3m

7m3,5m

EspecificacionesDensidad relativa 1.25 g/cmVelocidad de detonacin 5,000 m/sPresin de detonacin 68 kbarEnerga 785 kcal/kgVolumen normal de gases 920 L/ kgPotencia relativa en peso (*) 85 %Potencia relativa en volumen (*) 120 %Resistencia al agua Excelente HorasCategora de humos Primera ---Sensibilidad al fulminante N 8 ---

Valores

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GRFICA No 02: CLCULO DE AL DENSIDAD LINEAL DE CARGA PARA PRECORTE

DISEO No 04: CARGAS EXPLOSIVAS PARA PRECORTE

DISEO No 05: CARGAS EXPLOSIVAS DE AMORTIGUACIN Y PRODUCCIN EN BRECHA

1m

15,36

m

15,36

m

Dh = 5.00 Pulg.TALADRO PRECORTE 03

12m

15m

15m

0,5

m0,5

m

ANFO = 10.50 Kg

ANFO = 5.25 Kg

DETRITUS

TALADRO PRECORTE 01Dh = 5.00 Pulg.

15.50 KgFAMECORTE 1 1/5"8m

TALADRO PRECORTE 02Dh = 5.00 Pulg.

15,36

m

1m

1m

15m

ANFO = 10.50 Kg

FAMECORTE 1 1/5"10.00 Kg

0.1

Charge per meter, Q (Kg/m)0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 4 6 8 10

0.5 0.51

Sho

tho

le sp

aci

ng,

S

(m)

0.1

0.2

0.4

0.6

0.81

2

4

6810

Smooth wall blastingAirdecking Q = Q/L1

Q = 0.05...0.1 x LPresplitting (d / d) = 0.31 0.06explPS under waterDetonating cord

S = 1.65 0.65 x Q0.5

Presplittingunder water

Risk ofwall cling

10m

15m

5m

10m

16m

FC. Kg/TMROCA0.400.400.390.390.400.40

HA55 = 795.00 Kg

PxSil-G/ADp-G/ADi-G/ADiBx-G/ABxT-G/ABx-G/A

6m TacoTaco

HA46 = 375.00 Kg

TALADRO PRODUCCIONDh = 11.00 Pulg.

TALADRO BUFFERDh = 11.00 Pulg.

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DISEO No 06: CARGAS EXPLOSIVAS DE AMORTIGUACIN Y PRODUCCIN EN DACITA

8.3 DISEO DE VOLADURA DE PRECORTE. Disparo de Precorte asociado a una voladura de produccin: En este caso, los taladros de Precorte los hemos disparado todos juntos con 200 milisegundos antes de que detone el primer taladro de produccin, es muy importante secuenciar la voladura en direccin longitudinal hacia los taladros de precorte, con la finalidad de no patear hacia la cara del talud de banco. La secuencia de voladura puede ser en V o en Echelon, dependiendo del diseo de perforacin, y tomando como referencia la orientacin de las estructuras del macizo rocoso.

FOTOS No 04: VOLADURA DE PRECORTE

Disparando solamente Precorte: Con esta metodologa de disparo, hemos tenido mejores resultados, consiste en solamente disparar los taladros de precorte, posteriormente, en otra ocasin, se disparan los taladros

7m9m

16m

PxDa

0.35

FC. Kg/TM

HA46 = 673.59 KgROCA

0.35

Taco

TALADRO PRODUCCIONDh = 11.00 Pulg.Dh = 11.00 Pulg.

TALADRO BUFFER

2m

15m

HA37 = 140.00 Kg

Taco

HA37 = 70.00 Kg1m10

m1.

5m

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de produccin junto con la lnea de amortiguacin, tomando en consideracin la secuencia de diseo.

FOTOS No 05: VOLADURA DE PRECORTE

9. EVALUACIN DE LOS RESULTADOS DEL PRECORTE: Cuando ejecutamos precorte, siempre se piensa en el costo que involucra dicha operacin, muy pocas veces lo relacionamos con el beneficio de seguridad que se obtiene con los resultados de un buen precorte.

FOTO No 06: PRECORTE EN PARED ESTE

FOTO No 07: PRECORTE EN PARED ESTE

Voladura con Precorte: Titon 600 Dimetro de 5.0Pulg.

Talud Estable, producto de la Voladura con Precorte.

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FOTOS No 08: PRECORTE EN PARED OESTE

Un buen precorte, es aquel capaz de lograr una mejor capacidad de filtro para absorber el nivel de vibraciones, y que as mismo es capaz de lograr definir las lneas de diseo de crestas y toes con una cara de banco estable y competente. La evaluacin de los resultados en una voladura de Precorte, se hace de dos formas: Cuantitativa y Cualitativa. La primera, se basa en el Factor de Caas Visibles FCV, que es el cociente entre la longitud de las caas visibles y la longitud total perforada, y la segunda, da un valor que define la calidad de voladura controlada, esta forma de evaluacin tiene presente que la media caa no es un fin en si, lo que manda es obtener taludes estables. .

9.1 EVALUACIN DE LAS VIBRACIONES EN EL PRECORTE: La generacin y transmisin de las vibraciones a travs del macizo rocoso producidas por los disparos, depende de los parmetros de la voladura y de las propiedades del material mediante el cual se desplazan. La transmisin de ondas vara segn la velocidad de propagacin, puesto que cada roca posee diferente velocidad de transmisin de las ondas ssmicas, definidas por superficies de separacin y donde las mismas experimentan cambios significativos. Existen estudios que cerca del 5 al 15% de la energa liberada en la voladura de rocas es efectivamente aprovechada para fragmentarla, siendo la restante transferida al ambiente circundante en forma de efectos colaterales, susceptible de causar impactos significativos. En los registros de vibraciones, es importante distinguir la propagacin o transmisividad de la vibracin a travs del macizo y el movimiento propio en las partculas del medio generadas por el paso de la vibracin. Teniendo en cuenta esto, se puede diferenciar dos tipos de velocidades: Velocidad de Onda o de Propagacin, con la cual la vibracin se propaga por el medio; y Velocidad de Partcula, aquella relativa a las oscilaciones que experimenta la partcula excitada por el paso de la onda de energa vibratoria.

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Al igual que las voladuras de produccin, en las voladuras de precorte, hemos ubicado el sismgrafo a 50 metros (campo cercano) referenciado por el ltimo taladro en direccin del pateo hacia el talud. Dentro del anlisis se considera el grfico USBM el cual usa el criterio de la amplitud de velocidad de partcula y frecuencia como elementos para el control de vibraciones. En la siguiente grfica, se observa la distribucin de puntos en el grafico USBM debajo del lmite de dao con frecuencias mayores a 30 hertz, lo cual hace un disparo con un mnimo de dao si observamos que los puntos sobre el lmite en su mayora son de la componente vertical. Mostramos como ejemplo, del Proyecto de Voladura 2905051.

GRAFICA 03: USBM: VELOCIDAD DE PARTCULA Y DISTRIBUCIN DE FRECUENCIAS

Analizando la distribucin de las ondas en las componentes vertical, transversal, y longitudinal, se observa claramente la diferencia del tiempo entre los taladros de precorte y los taladros de produccin, ese intervalo vaci de tiempo acta como una barrera de amortiguacin en los lmites de las paredes del tajo, disipando la energa explosiva.

GRAFICA 04: COMPORTAMIENTO DE ONDAS CON VOLADURA DE PRECORTE

VPP con Precote < 102 mm/s

VPP sin Precote >180 mm/s

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10. EQUIPO DE PERFORACIN:

FIGURA No 02: ESQUEMA DE PERFORADORA TITON 600

FOTOS No 09: PERFORADORA TITON 600

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FOTOS No 10: ACCESORIOS DE PERFORACIN (PERFORADORA TITON 600)

BROCA

MARTILLO: MISSION 40

BARRA DE PERFORACION

Briver Sub

Piston

Check Valve

Top Sub

Feed tube

O -Rings

Piston Case(Cilindro Camiseta)

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CONCLUSIONES: La decisin de poner en prctica un programa de Voladura de Precorte de buena calidad, es el

resultado de un Equipo de Trabajo Integral que involucra la participacin de la Direccin de Operaciones, Gerencia de Mina, Perforacin y Voladura, Geotecnia, Geologa, e Ingeniera.

El primer beneficio que nos brinda las voladuras de Precorte, es el aspecto de seguridad, es decir, implica desarrollar una operacin de minado con taludes estables y definidos, evitando el colapso de materiales rocosos a los frentes de minado, instalaciones, y accesos de acarreo. Si bien es cierto, ejecutar Precorte, representa un costo elevado, este se compensa trabajando en taludes seguros.

La perforacin para la voladura de precorte, debe ser lo ms exacta posible en trminos de espaciamiento, burden, profundidad, y orientacin. La exactitud de esta operacin, ms un adecuado diseo de voladura nos han como resultado, taludes estables.

De acuerdo al comportamiento de las ondas en el proceso de detonacin de una voladura con Precorte, se ha observado que durante la etapa de cizallamiento, se crea una precondicin para amortiguar los taladros de produccin hacia los pateos, actuando como una barrera en los lmites de las paredes del tajo, disipando la energa explosiva por la grieta producida, esto se traduce en reducir las vibraciones efectuadas por la voladura.

Tambin es importante, tener presente, que el Precorte no va a funcionar en cualquier tipo de estructura rocosa, con la prctica y desarrollo de sta tcnica, hemos definido cueles son los sectores donde efectivamente debemos hacer Precorte. La tcnica del Precorte, tiene mejor xito en las formaciones de rocas masivas y con alta velocidad snica, se tiende a un precorte ms parejo que en formaciones rocosas estratificadas e intemperizadas, con una baja velocidad de sonido.

El obtener taludes definidos y estables, nos permite tener la posibilidad de incrementar los ngulos de banco, y ngulos Inter-Rampas, consiguindose un incremento de las reservas recuperables, una disminucin de la relacin esteril/mineral, que a su vez ser funcin del costo de mina.

Con el desarrollo del Precorte, al perforar diferentes inclinaciones de cara de banco, hemos llegado a conceptualizar que cada inclinacin, tiene un Costo diferente con referencia al metraje de perforacin, los costos son menores cuando los ngulos de perforacin son mayores.

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BIBLIOGRAFA: LISLERUD ARNE; Pre Spliting, The Pre Split Seminar: Sndvik; Lima 2006 SCHERPENISSE, Carlos: Diseo y Evaluacin de Voladura Controladas y Precorte, curso Voladura

EXSA; 2006 SCHERPENISSE, Carlos: Monitoreo y Modelamiento de Vibraciones para el control y evaluacin del

dao por Voladuras, curso Voladura EXSA; 2006. DYNO NOBEL DEL PER: Voladura de Precorte; Control Perimtrico: Productos Explosivos; 1996 CAMERON K. McKenzie: Desempeo del Explosivo y Precorte; Universidad Nacional Santiago

Antunez de Manolo; Huaraz 2006.

BERGER, Eduardo; SCHERPENISSE, Carlos: Tronadura Controlada y Evaluacin del Dao en Minas de Cielo Abierto; Publicaciones Instituto de Ingenieros de Minas de Chile; Antofagasta; 1 998.

CAMERON K. McKenzie: Tecnologa de Voladura de Roca; Publicaciones Universidad Nacional de Ingeniera; Lima; 1 998.

FLOYD, John L.: Implementation of Efficient Wall Control Blast Designs; Publicaciones The Journal of Explosives Engineering; St. Louis; 1 998.

FLOYD, John L.: Tcnicas de Voladura Eficiente en Operaciones Superficiales; Ediciones Dyno Nobel; Lima; 1 998.

KATSABANIS, Takis y SILVA, Guillermo: Tecnologa de Explosivos y Tcnicas de Voladura.- Publicaciones U.N.A.- Facultad de Ingeniera de Minas; Puno; 1 996.

Ing. Manfredo Herrera Terrazas. C.I.P. No 90115

Jefe de Perforacin y Disparos. SPCC.: Mina Toquepala

E-mail: [email protected] Telfono 052-466111 Anexo 2259

diseño de precorte en la mina toquepala.pdf

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