“diseÑo y aplicaciÓn de la voladura controlada en camaras y pilares en la mina cerro de pasco”

8/3/2019 DISEO Y APLICACIN DE LA VOLADURA CONTROLADA EN CAMARAS Y PILARES EN LA MINA CERRO DE PASCO

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VOLCAN COMPAA MINERA S.A.A.

UNIDAD ECONOMICA ADMINISTRATIVA CERRO DE PASCO

Oficinas Generales s/n Cerro de Pasco Telf. (51-64) 722244 Tfax (51-64) 722013

DISEO Y APLICACIN DE LA VOLADURA

CONTROLADA EN CAMARAS Y PILARES

EN LA MINA CERRO DE PASCO

PREPARADO POR:

Ing. WILLY CHAVEZ LEZCANOJefe de Perforacin y Voladura Subterrnea


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I N D I C E

Resumen

Ubicacin y acceso

Geologa general de los cuerpos J 337B y CNA Nivel 1600

Caractersticas geomecnicas de la rocaPreparacin de las cmaras y pilares

Diseo de las ampliaciones en cmaras y pilares utilizando la

tcnica del ReCorte.

Aplicacin y costos de la voladura controlada en cmaras y pilares

Conclusiones y recomendaciones

Referencias

Figuras:10.1 Figura N 1: Diseo de la malla de perforacin y voladura

para ampliaciones de 7 m. x 5 m.

10.2 Figura N 2: Carguo de los taladros de contorno

10.3 Figura N 3: Secuencia de minado de las cmaras y pilares


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DISEO Y APLICACIN DE LA VOLADURA CONTROLADA EN CAMARAS

Y PILARES

1. RESUMEN

La voladura representa una de las operaciones unitarias de mayor

relevancia en un sistema de minado y en los trabajos de explotacin

empleando el mtodo de Cmaras y Pilares se debe considerar dos

aspectos fundamentales: SEGURIDAD Y COSTOS.

Como objetivo principal se debe controlar los efectos causados por la

voladura de tal manera que la resistencia inherente de los pilares despus

del disparo no se vea afectada por fracturamientos, descostramientos ydebilitamientos.

Dada esta necesidad se vio por conveniente utilizar la VOLADURA

CONTROLADA utilizando la tcnica de voladura de RE-CORTE, siendo el

propsito la distribucin adecuada y reduccin de la concentracin de carga

de los diferentes tipos de explosivos en los taladros de produccin y de

contorno.

Para el diseo y la aplicacin de la voladura controlada en las ampliacionesde cmaras y pilares (7.0 m x 5.0 m) se utiliz los modelos matemticos de

Konya y Hansen dando resultados satisfactorios y donde resulta su

importancia desde un punto de vista tcnico econmico y ecolgico.

Como s vera en la parte correspondiente, se ha logrado un costo de

voladura de 0.84 U.S.$ /Tm con relacin al presupuesto de 0.95 U.S. $ /Tm.

2. UBICACIN Y ACCESO

UBICACIN POLITICADIRECCION : Paraje Paragsha

DISTRITO : Simn Bolvar

PROVINCIA : Pasco

DEPARTAMENTO : Pasco

REGION : Andrs Avelino Cceres

ALTURA : 4340 m.s.n.m.

AREA DONDE SE DESARROLLA LA ACTIVIDAD : 2734.740 Ha


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ACCESIBILIDAD

La accesibilidad es por carretera y ferrocarril por la va Lima La Oroya

Cerro de Pasco, con una distancia de 310 Km. de la Capital (Lima).

3. GEOLOGIA GENERAL DE LOS CUERPOS J 337B Y CNA Nv 1600

Los cuerpos mineralizados son alargados de forma irregular, constituidos

por una mineralizacin masiva y diseminada de esfalerita marmattica, con

galena hacia los bordes; emplazada en el cuerpo de pirita y en contacto con

las calizas pucar y alrededor de los cuerpos de pirrotita.

Estructuralmente est controlado por dos sistemas de fracturamientoprincipales:

a. N40W, buzamiento 50 W

b. E-W, buzamiento 75 N

La caja techo es el cuerpo de pirita y la caja piso las calizas Pucar. En

general los cuerpos en su eje mayor tienen un rumbo: N10 - 20 W y un

plunge (hundida) de 50 al W.

Adems el cuerpo Js presenta en el sector Este un rea mineralizada deforma alargada, el eje mayor tiene un rumbo N-S, constituido principalmente

por mineralizacin masiva y diseminada de esfarelita, reemplazando a las

calizas pucar, pirita rodeando a pequeos cuerpos de pirrotita.

Hay dos sistemas de fracturamiento:

a. N S, buzamiento 90

b. E W, buzamiento 70 - 60 NW

Las cajas Este y Oeste son las calizas Pucar.Las reservas de mineral de los cuerpos J-337-B y CNA en el Nivel 1600 del

Piso 15 al piso 27 son:

TM % Pb % Zn GrAg

1 754 980 2.9 12.1 73


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4. CARACTERISTICAS GEOMECANICAS DE LA ROCA DE CERRO DE

PASCO

Los valores de las caractersticas geomecnicas de la roca fueron obtenidas

por el Departamento Geomecnico con los siguientes resultados:

Zona mineralizada:

Peso especifico (W) = 3.74 Ton / m3

Resistencia dinmica a la compresin simple ( R) = 90 Mpa

Resistencia a la traccin o tensional dinmica (Rt) = 126.5 Mpa

Angulo de friccin interna () = 29

Cohesin ( C) = 180 Kpa

Modulo de elasticidad de Young dinmico (E) = 20 000 Mpa Relacin de Poisson (V) = 0.25

5. PREPARACION DE LOS PILOTOS DE CAMARAS Y PILARES

PERFORACION Y VOLADURA

La actividad de minado se realiza en la Zona III, Nivel 1600 cuerpos Jotas yCNA Piso 15, para secciones o ampliaciones de 7.0 m x 5.0 m con pilares

de 4.0 m x 4.0 m.

La preparacin para este mtodo se inicia con perforacin y voladura de

frentes pilotos de 3.5 m x 3.0 m utilizando equipos mecanizados, jumbos

electrohidralicos de un brazo Boomer 271 Atlas Copco, barra de 12 y

brocas de botones de 2 (51 mm) para taladros de produccin y broca

rimadora o escariadora de 4 para los taladros de alivio.En la voladura se utiliza el sistema de iniciacin no elctrico empleando

cargas explosivas como dinamita Semexsa 65 de 1 x 12, accesorios de

voladura, detonadores Fanel de periodo corto ms para el corte y periodo

largo LP para los dems taladros, cordn detonante 3p y dos guas de

seguridad ensamblados (conector y fulminante) de 7 pies para iniciar todo el

sistema.


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6. DISEO DE LAS AMPLIACIONES DE 7.0 M x 5.0 M EN CAMARAS Y

PILARES UTILIZANDO LA TECNICA DEL RE CORTE

Consiste en la voladura de una fila de taladros cercanos, con cargas

desacopladas despus de la voladura de los taladros de produccin.

Para el diseo de las ampliaciones, en el clculo del burden y

espaciamiento se utiliz el modelo matemtico de Konya y para los clculos

de carga total de explosivos por taladro, se utiliz el modelo matemtico de

Hansen los cuales de detalla a continuacin:

A. BURDEN Y ESPACIAMIENTO PARA TALADROS DE PRODUCCION

Calculo del Burden:

B = 3.15 D e 0.33(r ) (1)

DONDE:

B = Burden (pies).

D = Dimetro de la carga explosiva (pulg)

e = Densidad del explosivo (gr/cc)

r = Densidad de la roca (gr/cc)

Reemplazando valores en (1):B = 3.15 (38 mm) 1.12 gr/cc 0.33( 3.8 Tm/m3) B = 0.70 m

Clculo del Espaciamiento

Para taladros de una fila de salida secuencial:

S = H + 7 B Cuando H < 4B8

(2)

Reemplazando valores en (2):S = 0.80 m

B. BURDEN Y ESPACIAMIENTO PARA TALADROS DE CONTORNO

Clculo del Burden:

B = 3.15 (22 mm) 1.10 gr/cc 0.33( 3.8 Tm/m3) (3)B = 0.37 m

Ajustando en el campo prctico B = 0.35 m.


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Calculo del Espaciamiento

Para taladros de una fila de salida instantnea:

S = 2 B Cuando H > 4B ------------------- (4)

Reemplazando valores en (4):

S = 0.74 m

Ajustando en el campo practico S = 0.80 m.

C. CALCULO DE LA DENSIDAD CARGA PARA LOS TALADROS DE

PRODUCCION

Qt = 0.028 H + 1.5 x B2

+ 0.4 x Fr H + 1.5 x B3

( B ) ( B ) (5)

DONDE:

Qt = Carga total del explosivo por taladro (Kg)

H = Longitud del taladro (m)

B = Burden (m)

Fr = Factor de roca (0.3 kg/m3)

Reemplazando valores en (5):Qt = 3.10 Kg

Qt = 0.875 Kg/m

D. CALCULO DE LA DENSIDAD CARGA PARA LOS TALADROS DE

CONTORNO

Clculo de la densidad de carga:

L.D. = BH x 212.14

(6)

DONDE:

LD = Densidad de carga (gr/m)

BH = Dimetro del taladro (mm)

Clculo de la carga de fondo:

B.CH = 1.6 x LD -------------------------- (7)


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DONDE:

B. CH. = Carga de fondo (gr.)

L.D. = Densidad de la carga (gr/m)

Reemplazando valores en (6) y (7):

L.D. = 0.59 Kg

L.D. = 0.16 Kg/m

7. APLICACIN Y COSTOS DE LA VOLADURA CONTROLADA EN

CAMARAS Y PILARES

DATOS DEL CAMPO

LABOR MINERA : 16600 W Nivel 1600SECCION AMPLIACION : 7.00 m x 5.0 m

DIAMETRO TALADRO : 2

PROF. PERFORACION : 3.60 m con barra de 14

I. CARACTERISTICAS DEL EXPLOSIVO

DINAMITA SEMEXA 65 1 x 12

DENSIDAD = 1.12 gr/cc

DINAMITA SEMEXA 60 7/8 x 7DENSIDAD = 1.10 gr/cc

II. APLICACIN Y COSTOS DE PERFORACION Y VOLADURA

III.I APLICACIN Y COSTO DE PERFORACION

A. DATOS DEL EQUIPO

Dimetro de broca : 2

Energa Elctrica : 440 voltios

Vida del Jumbo : 13 500 horasVida de la broca : 1311 m

Vida de la barra : 6551 m

B. COSTOS DE ADQUISICION

Costo del Jumbo : $ 320 000

Costo de broca : $ 85.00

Costo de barra : $ 199.47


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C. COSTO FIJO DE PROPIEDAD Y OPERACION

DESCRIPCION U.S. $ / HORA

Mano de obra (operador y ayudante) 5.27

Costo de combustible 2.23

Costo de lubricacin 0.56

Costo de mantenimiento 14.25

Costo de energa elctrica (Kw Hr) 0.15

Costo amortizacin: $ 320 000/13 500 Hr 23.70

TOTAL COSTOS FIJOS 46.16

COSTOS VARIABLESDESCRIPCION U.S. $ / m

Costo broca $ 85.00 / 1311 m 0.06

Costo barra $ 199.42 / 6551 m 0.03

TOTAL COSTOS FIJOS 0.09

RANGO DE PENETRACION

1.48 m/min x 60 min/Hr x 0.75 = 66.6 m/hr

COSTO DE BROCA Y BARRA

0.09 $/m x 66.6 m/hr = 5.99 $/hr

COSTO TOTAL U.S.$ / Hr

46.16 $/hr + 5.99 $/hr = 52.15 $/hr

D. COSTO TOTAL TM DE PERFORACION

- m3 perforados/hr = 0.43 m3/m x 66.6 m/hr = 28.64 m3/hr

- Costo $/m3 perforados.

52.15 $/hr x 28.64 m3/hr = 1.82 $/m3

- Costo $/Tm:

1.82 $/Tm x 3.74 Tm/m3 = 0.49 $/Tm

III.II APLICACIN Y COSTO DE VOLADURA

A. CANTIDAD DE EXPLOSIVOS CARGADOS POR TALADRO

- Taladros de produccin: explosivo SEMEXA 65 (1 x 12)

280 cart/32 tal = 8.75 cartKg/tal


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8.75 cart/tal x 0.36 Kg/cart = 3.15 Kg/tal

Por lo tanto:

3.15 Kg/3.60 m = 0.875 Kg/m

- Taladros de contorno: explosivo SEMEXA 60 (7/8 x 7)

156 cart/21 tal = 0.59 Kg/tal

Por lo tanto:

0.59 Kg/3.60 m = 0.16 Kg/m

B. COSTOS DE EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURA

- Semexa 65 (1 x 12): 280 cart x 0.53 $/cart = 148.40 $

- Semexa 60 (7/8 x 7): 280 cart x 0.105 $/cart = 16.38 $

- Fanel: 53 unid x 1.14 $/fan = 60.42 $- Cordn detonante 3P: 11.28 m x 0.15 $/m = 19.20 $

- Gua de seguridad: 4.3 m x 0.09 $/m = 0.39 $

- Fulminante N 6: 2 unid x 8.97 $/100 unid = 0.18 $

- Conectores: 2 unid x 0.15 $/unid = 0.30 $

- Igniter cord: 0.34 $/m x 1 m = 0.21 $

- Listones de madera: 21 unid x 0.50 $/unid = 13.44 $

- Cinta adhesiva: 2 unid x 1.07 $/unid = 2.14 $TOTAL 261.06

Costo explosivo y accesorios por TM=211.06 $/332 Tm = 0.78 $/TM

C. COSTO DE MANO DE OBRA

- Operador de carguo : 2.87 $/hr x 4 hr = 11.48

- Ayudante carguo : 2.40 $/hr x 4 hr = 9.60

TOTAL. 21.08 $CALCULO DE MANO DE OBRA POR TM VOLADA

$ 21.08 / 332 tm = 0.063 $/TM

D. COSTO TOTAL DE VOLADURA

0.78 $/TM + 0.063 $/TM = 0.84 $/TM Disparada


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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. Utilizando el mtodo de explotacin de cmaras y pilares inicialmente

con perforaciones pilotos de 3.5. m x 3.0 m, para luego ser ampliado a

secciones de 7.0 m x 5.0 m, se logr controlar bien los pilares y el techo

de las labores disparadas con alto porcentaje de factor de caas

visibles, lo cul representa trabajos seguros con muy pocas

posibilidades de accidentes por cada de rocas.

2. Por los logros alcanzados en lo que respecta a avance, fragmentacin,

seguridad y bajos costos; recomendamos seguir con este sistema de

explotacin, realizando buen control en las actividades de perforacin y

voladura, para mantener o mejorar los logros alcanzados.3. Las evaluaciones de las voladuras en las ampliaciones se inici

aplicando estas teoras y llegando a obtener rendimientos aceptables y

bajando los costos promedios de 0.95 $/Tm a 0.84 $/Tm con un

beneficio de 0.11 $/Tm y 12 % menos respecto a lo propuesto.

4. El control y la supervisin es fundamental para mantener un perfecto

alineamiento de los taladros y que ests sean iniciadas

instantneamente.5. Con la voladura controlada se logr ampliar el tiempo de auto soporte

del techo y pilares de las cmaras, incrementando el espaciamiento de

los pernos (split set); por lo tanto bajando el costo de sostenimiento.


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9. REFERENCIAS

1. Dr. C. Agreda Curso de Modelizacin Matemtico de la Voladura de

Rocas 1993

2. Carlos Lpez J. Manual de Perforacin y Voladura de rocas 1994

3. Larson Modelo Matemtico para determinar la abertura de la malla

cuadrtica 1973

4. W. Chvez Parmetros de voladura mina Sub-suelo Nivel 1600 Cerro

de Pasco Volcan 2000

5. W. Chvez Proyecto: Mejora de la Fragmentacin y de la Productividad

en el proceso de Perforacin y Voladura U.E.A. Cerro de Pasco Volcan 2000

6. Dinis Da Gama Modelo Matemtico de Dinis Da Gama

7. Calvin Konya Voladura de rocas 1988


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Taladros de produccin cargados: 32

Taladros de contorno cargados: 21Taladros de contorno vacios: 20

15 tal. x 9 cart. = 135 cart.

Total = 280 cart. (1 1/2" X 12")21 tal. X 7.4 cart. = 156 cart (7/8"

113.3 Kg

332 TMF.C. = =

15 tal. x 9 cart. = 135 cart.

DISEO DE LA MALLA DE PERFORACION Y VOLADURA

PARA AMPLIACIONES DE 7m X 5m

LEYENDA: CARGUIO DE TALADROS:


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Longitud de ta ladro 3.60 m

Exp los ivo SEM EXSA 60 (7 /8" X 7" )

L istones de madera de 3 .60 m .

Dim etro de ta ladro 2"

Cordn Detonante 3P

C O R D O N D E T O N A N T E 3 P

C A R G U IO D E L O S T A L A D R O S D E C O N T O R


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GRAFICO N 3

SECUENCIA DE LA PREPARACION PARA EL MINADO DE CAMARAS Y

PILARES

I.-

II.-

III.-

“diseÑo y aplicaciÓn de la voladura controlada en camaras y pilares en la mina cerro de pasco”

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