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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ING ENIERIA PROGRAMA A CADEMICO DE INGEN;IERIA GEOLOG ICA M I NE R A Y ME T ALUR G ICA DISEÑO Y EVALUACION DE LA VOLADURA EN HIERRO PE RU TESIS PARA OBTAR EL TITULO DE INGENIERODE MINA ·s PROM OC ION 1975- 11 / LIM A PERU - 1980

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ING ENIERIA

PROGRAMA A CADEMICO DE INGEN;IERIA GEOLOG ICA

M I NE R A Y ME T ALUR G ICA

DISEÑO Y EVALUACION DE LA VOLADURA EN

HIERRO PE RU

TESIS PARA OBTAR EL TITULO DE INGENIERO DE MINA ·s

PROM OC ION 1975- 11 /

LIM A PERU - 1980

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R E C O N O C I M I E N T O

EN ÉSTAS LfNEAS QUIERO PRESENTAR MI RECONOCIMIENTO SINCERO

A TODAS LAS PERSONAS QUE DE ALGUNA MANERA HAN CONTRIBUIDO

PARA QUE tSTE TRABAJO PUEDA LLEVARSE A CABO,

AL ING, JORGE LA CRUZ DE HIERRO PERÚ POR LAS FACILIDAPES

PRESTADAS,

AL ING, FRANClSCO SOTILLO POR SUS VALIOSAS SUGERENCIAS Y

ASESORAMIENTO, AL SR, HOLMES INGUNZA POR EL TIPEADO DEL TRA

BAJO TERMINADO ASf COMO A MI ADORADA ESPOSA POR EL ALIENTO

CONSTANTE, A MI HERMANA SRA, VILMA DE MEDINA, A LA EMPRESA

DE HIERRO PERÚ POR LAS FACILIDADES PRESTADAS, A TODOS MU­

CHAS GRACIAS,

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p R E S E N T A C I O N •·

AL PRESENTAR ESTE TRABAJO, QUIERO PRIMERAMENTE REFERIRME AL

MOTIVO QUE ME HA LLEVADO A ESCOGER ESTE TEMA, Y ES EL SI­

GUIENTE:

CONSIDERO A LA VOLADURA DE ROCAS COMO A UNA DE LAS ACTIVIDA

DES DECISIVAS EN EL �XITO DE ·LA EXPLOTACIÓN DE LAS MINAS P�

LAS CONSECUENCIAS QUE DE ELLAS SE GENERAN, COMO SE VERÁ EN

EL DESARROLLO DEL PRESENTE TRABAJO,

LA LITERATURA EXISTENTE RESPECTO A f,RABAJOS DE VOLADURA, HE.

CHOS EN EL PAfS ES RELATIVAMENTE POCA COMPARADA CON LA IM­

PORTANCIA QUE �STA ACTIVIDAD TIENE,

EL INGRESAR A TRABAJAR A HIERRO PERÓ EN EL ÁREA DE VOLADURA·

ME PERMITE PARTICIPAR EN EL DESARROLLO DEL M�TODO QUE ESTOY

, PRESENTANDO Y EN EL QUE SE PRESENTA LA APLICACIÓN DE CONO-·

,· CIMIENTOS TEÓRICOS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS EN

LA VOLADURA QUE SE LLEVA A CABO EN �STAS MINAS, OBTENI�NDO-

SE UNA COMBINACIÓN TEÓRICO-PR.ÁCTICO IDEAL EN EL DESARROLLO

DEL ESTUDIO DE VOLADURA DE ROCAS, Y SI A ESTO LE AGREGAMOS

LO COMPLEJO DE LAS ESTRUCTURAS EN LAS MAGNtTICAS y ROCA es-

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- 2 -

T�RIL, LO HACE AÚN MAS INTERESANTE,

Los RESULTADOS OBTENIDOS SON CONSIDERADOS BUENOS y TENIENDO

EN CUENTA LAS CONDICIONES EXISTENTES Y LOS RESULTADOS OBTE­

NIDOS ES QUE ME PERMITO PRESENTAR �STE TRABAJO Y QUE SE DE­

SARROLLA DE LA SIGUIENTE MANERA,

EN SU PRIMERA PARTE SE DEFINEN LOS PRINCIPALES CONCEPTOS U­

SADOS EN LA VOLADURA O TRONADURA DE ROCAS, CON EL OBJETO DE

UNIFORMIZAR CRITERIOS PARA UN MEJOR ENTENDIMIENTO,

EN SU SEGUNDA PARTE SE DESARROLLAN LOS PRINCIPALES FUNDAMEH

TOS TEÓRICO QUE SE USAN EN LA VOLADURA DE ROCAS CON EL OBJf

TO DE PODERLOS USAR POSTERIORMENTE,

EN UNA TERCERA PARTE SE HACE UN ESTUDIO DE TODOS LOS ELEMEH

TOS O TRABAJOS, COMO TOPOGRAFfA, GEOLOGfA, EXPLOSIVOS, EQUl

PO DE PERFORACIÓN, ETC, QUE SE TIENEN PARA LA EXPLOTACIÓN

DE �STAS MINAS Y QUE NOS PUEDEN SERVIR PARA USARLOS EN LOS

DISERos DE VOLADURA, y LUEGO SE HACE UNA APLICACIÓN A TRES

CASOS,

EN UNA CUARTA PARTE SE HACE UN DESARROLLO TEÓRICO--PRÁCTICO

COMPLETO DE �STE M�TODO Y SE COMPARA CON LOS M�TODOS SUECOS,

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- 3 -

FINALMENTE SE PRESENTA UN M�TODO PARA LLEVAR A CABO LA

EVALUACIÓN INCLUYENDO EL CÁLCULO DE COSTOS,

Esto ES EN FORMA RESUMIDA EL TRABAJO QUE A CONTINU,CION

PRESENTO Y QUE OJALÁ PUEDA SERVIR EN ALGO AL DESARRW.O

DE LA MINERfA PERUANA,

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EMPRESA MINERA DEL HIERRO DEL PERU

HIERRO - PERU

Departamento Operaciones Mina

Titulo

Responsable

Asistente Supervisor General de Diseño de Disparo Juan Manuel Aranibar Loayza

1. FUNCIONES MAYORES (RESPONSABILIDADES Y OBLIGACIONES)

1. Coordinar con Operaciones Mina los requerimiento de losdisparos, su secuencia y con Planeamiento Mina los lí­mites de las proyectos.

2. Diseña todos los proyectos de los disparos primarios ysecundarios.

3. Coordina con Topografía el ajuste de los proyectos enel campo y trabajos relativos de levantamientos de ere�tas control de pisos, rampas y toes requeridos para eldiseño de los disparos.

4. Dirige todos los cálculos del diseño de los disparos,costo de los disparos y evaluación de los disparos.

S. Diseña y coordina con disparos el tipo de retardos yamarre de la conexion para los disparos.

� Mantiene informado los avances de perforación de los proyectos y ultima si el proyecto está totalmente per­forado.

7. Aprueba las condiciones de realización de los disparos

8. Coordina con Operaciones mina los requerimientos deleequipo auxiliar para puntos de perforación primaria yrequerimientos de perforación secundaria

9. Dirige los c�lculos de los porcentajes de las mezclasexplosivas de las diabladas.

10. Dirige el control de exceso de la sobreperforación delas Bucyrus.

11. Mantiene informado al día Blast-Graph (historia de losdisparos).

12. Dirige y coordina las pruebas de los disparos con pro­ductos nuevos.

PASEO DE LA REPUBLICA 3587, SAN ISIDRO TELEF, 410636 CABLES: HIERROPERU APARTADO 122 9 LIMA 1

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- 2 -

13 Establece las prioridades de los trabajos a realizar­se.

14 Lleva a cabo los meetings de disparos.

II. RELACIONES

Recibe supervisión y autorización directa de trabajo · del Supervisor General.

- Proporciona supervisión técnica y administrativa a suasistente .. emplea·do.

Mantiene· c·om\lnic•ao e .informado dentro de s·u campo téc­niico·; y: área· cone&as dentro de la compañía que contri­�uyan al mejor desarrollo de su trabajo y de su sec_cion.

- Se comunica directamente con los diferentes superviso­res del área mina previa au�rovación de su supervisorgeneral, en asuntos con'cernientes a la sección.

- Mantiene com.upi_c.,,d,o a su supervisor general de todos'· loa. �rabajo·s.:, -.pruebas e inovaciones al hacerse en el -d-e:a&rrollo de· su tra·baj o.-

'� . c. • �-� - �� l�--

:> _; ss,f . . .

Bember oíaz c • ' SÚpte. Operaciones Mina

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I N D I C E

PAG. N º

G E N E R A L I D A D E S

-· tJbicaéi6n ------------------------------------------------- 1- Acceso------------------------------�--------------------- 1; Conclusiones climatol6gicas ------------------------------- 3

- Breve Referencia Historíca -------------------------------- 3- Algunos Aspectos Sociales--------------------------------- 5

CAPITULO I

PRINCIPALES CONCEPTOS USADOS EN EL DISf.lO DE VOLADURAS----------------------------------------- 7

Disefio, disefio en Voladura, Malla en Voladura, Disparo---- 7 Plano de Conexiones, Explosivo, Iniciador, Booster-------- 9 Agente Explosivo, Mecha Cord6n Detonante __________________ 9

Fulminante, Conector, Retardos, Frente ____________________ 10 Cara Libre, Cresta, TOE, Piso Alto, Velocidad de Detona-

ción Potencia o Efecto de Voladura ______________________ 11 Estabilidad de Detonaci6n, Densidad del Explosivo 12 Densidad de Carga, Altura de Banco, Espaciamiento _______ 12 Burden o Línea de Menor Resistencia _____________________ 12 Carga de.Fondo, Carga de Columna ________________________ 13/

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CAPITULO II

PAG. Nº

- La Geología ---------------------------------------------

- La Me cánica de Ro cas ------------------------------------- Equi po a U sarse e n la Per fora ci ón _____________________ _- Explosivo a Usarse--------------------------------------

- La P6lvora Negra -------------�------------------------

Pólvora sin Humo --------------------------------------- La Dinamita -------------------�------------------------ ANFO ------------·------------------------------------- _

15

15

16

17

18 18

19

19

20

22

23 23 2�

- Explosi vos Licuados (Slurry) ------------------------�-- Explos ivos Ini�iadores --------------------------------- Parámetros de los Explosi vos __________________________

- Ba la nce de Oxíge no -----------------------------------

CAPITULO III

DISERO DE LA VOLADURA CON LAS CONDICIONES ANTERIORES-------------------------------- 27 - Disefio de las Ma llas de Per fora ción ____________________ 27

Informaci 6n Geo lógica -------------------------------- 27 - Co ndi ciones Se gún e l Pla neamie nto de l Minado __________ 28

Condiciones Se gún las Oper acio nes de la Mina __________ 28 - De te rmina ci6n de los Paráme tr os de Vo ladur a___________ 29

- Disefio Pr o piame nte de los Paráme tros de Vo ladura ______ 31 - Dibuj o de la Ma lla de Per for ación_____________________ 33

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PAG. Nº

EJECUCION DE LA PERFORACION ------------------------------- 35 - Marcado de Puntos en el Terreno 35

-------------------------

- Control de Perforación 36 ----------------------------------

- Levantamiento Topográf1co de los Taladros _______________ 36

DISERO DEL AMARRE DE VOLADURA ----------------------------- 37 - Ub�caci6n de los Taladris ------------------------------- 38- Tipo de Malla de Perforación ---------------------------- 38- Condiciones Existentes de la Zona por Volar _____________ 39- Nuevas Estructuras encontradas con la Perforación _______ 40

CAPITULO IV

APLICACION DEL PROCESO DESCRITO

FACTORES A TENE� EN CUENTA --------------------------------- A- La Geología -----------------------------------------

- Geología General ----------------------------------- Petrolog!a y Minerología de los Yacimientos de

Hierro Perú---------------------------------------

- Tipos de Rocas------------------------------------

M- . 1· .ó - inera 1zac1 ·n -----------------------------�------

- Estructuras ---------------------------------------

41

41

41

43

43

46

48

- B- La Mecánica de Rocas -------------------------------- 54- El ángulo de rotura en roca _______________________ 54- El ángulo de rotura en mineral -------�------------ 54

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PAG. Nº

- C- Equipo a Usarse en la Perforaci6n _________________ 56 - D- Explosivo a Usarse -------------------------------- 57 - Descripción del Disparo Nº 118 hecho en roca estéril___ 58 - Descrippión del Disparo Nº 263 Disparo con diferente

diámetro de broca en un mismo disefio ------------------- 64 - Descrip9ión del Disparo Nº 81 Disparo hecho en roca

estéril y mineral (combinados)------------------------- 70

CAPITULO V

COMPARACION DE METODOS

- Forma de Disefiar la Voladura mediante los Métodos Suecos- 78Momeclatura --------------------------------------------- 78

- Cilculo de Trazo de Perforación ------------------------- 79Sobre Perforaci6n --------------------------------------- 80

- Profundidad del·Taladro --------------------------------- 80

PRACTicA:·:nISTANCIA DE MENOR RESISTENCIA _..;. _________________ 80 ESPACIAMIEN'¡'O DE TALADROS--------------------------------- 81

PERFORACION ESPECIFICA ----------------------------------- 81

GALCULO pE CABGAS ---------------�------------------------- 81

DESVIACIONES m; LAS CONDICIONES--------------------------- 83 1- Factor·de Roca de otro que no sea 4Kg/mt2 __________ 83

2- Grado de compactación "P" de otro que no sea 1.25 __ 833- Otro explosivo aparte de DYNAMEX "B"---------------- 83�- Otra inclinación de Taladro Aparte de 3:1 ---------- 83

FORMA DE ·oISERAR LA VOLADURA ACTUALMENTE EN HIERRO PERU --- 84 - Cálculo de Radio de Carga ------------------------------- 84- Relación de profundidad del Taladro --------------------- 84- Relación de la Sobre Perforación ------------------------ 84- Relación del Atacado (cálculo del Taco) __________________ 85

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PAG. Nº

- Relación del Espaciamiento ----------------------------- 85

Desviación de las Condiciones Promedio ___________________ 86

1- Con otro::. Explosivo de difeI'ente velocidad ydifeI'ente densidad -------------------------------- 86

2- Con otI'a densidad de ?'Oca _________________________ 86

3- Profundidad_mínima y máxima de un Taladro _________ 86

COMP.ARACION DE AMBOS METODOS (Ejemplo) __________________ _ - Distancia de Menor Resistencia _________________________- Sobre Perforación --------------�-----------------------

- Profundidad del Talad?'o --------------------------------

E . .

- spac1am1ento ------------------------------------------

- Cálculo del Taco -----------------------�---------------

- Conclusiones --�----------------------------------------

CAPITULO VI

EVALUACION DE LOS RESULTADOS DE LA VOLADURA

1- Normas a seguir

C d• • Pr · 1 Dº - on 1c1ones evias a isparo _________________ _

- Mecánica de Rotura y Eragmentación de las Rocas _- Proyección del Material Disparado ________________

Calidad del Piso Obtenido _______________________- Acarreo del Material Disparado __________________

87

87

88

89

89

90

90

93

94

97

97

98

99

- Perforación Secundaria Requerida ________________ 99

Equipo Auxiliar Usado para el Acarreo del Material 100

- Costos de Voladura ------------------------------ 100

- Costos Directos ------------------------------- 101

- Costos Indirectos ----------------------------- 101

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Costos Fijos ---------------------------------- Costos Fijos de Operación --------------------

- Costos Fijos Programados --------------------

- Costos Variables -----------------------------

PAG. Nº

101

101

102

102

Cálculo de los Costos de la Perforación _________________ 102 Costos de Perforadoras o Equipos ________________________ 103

.

.

.

.

Equipo Ac·cesorio ----------------------------------------103

Cost� de la Broca·_______________________________________ 10�

Cálculo d�l. Costo de los-Explosivos _____________________ 107

Costo del Mezclado y Ejecución del Trabajo de Campo _____ 107

Costo del Explosivo Consumido ---------------�----------- 108

·Ejemplos ------�----------------------------------------- 110

Ejemplo Disparo No. 118 --------------------------------- 112

CAPITULO VII

CON C L U SI O NE S --------------------------------- 115

B i b 1 i o g r a f t�a --------------------------------- 117

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- 1

G E N E R A L I D A D E S

A- UBICACI"ON: ·

Las minas de Hierro, de San Juan de Marcona; ex-propiedadde Marcona Mining Company, hoy propiedad de. la emp:pesaminex,a del Hierro del Perú "Hierro Perú", se encuentra u­

bidada al s:ir de Lima, en el Departamento de Ica, Pro­vinqia de Nazcá, Distrito ·de San Juan de Marcona a 27 Km.

del Puerto de San Juan y a 13 Km. del Puex,to San Nicolásy a una altura de 800 mt. sobre el nivel del mar.

B- ACCESO

Por la ubicación que tienen éstas minas, su acceso es fá­

cil, ya que se puede llegar a ellas por vía terrestre, a­érea y mar.ítim�.

B1- Acceso .. por vía Terrestre

Partiendo de Lima y siguiendo la carretera Panameritii cana Sur, se pasa la ciudad de Nazca y al llegar al Km lf.8 6 se toma el desvío al Puerto de San Juan y a 13 Km. se encuentra la ruta que lleva a estas minas.

Este recorrido lo realizan diariamente un comité de colectivos y lo hacen en un tiempo aproximado de sie­te horas, tres empr�sas de omnibus en un tiempo apro­ximado de nueve horas. Ambos tienen como ruta Lima-­San Juan de Marcona-Limá.. Existe otro servicio dia­�io de omnibus de A�equipa-San Juan de Marcona--Are-­quipa y un sex,vicio interdiario de colectivos entre

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o

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DI�.

HIERRO PE RU

MAPA DE LOCALIZACION DEL DISTRITO MINERO

DE MARCONA

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- 3 -

esta Última I'uta. Finalmente se debe hacer notar que

existe un seI'vicio de colectivos durante las 2ij ho­

ras del día entI'e el Puerto de San Juan-Nazca-Puerto

San Juan.

B-2 Acceso poI' vía Aerea

En el PueI'to de San Juan hay un aeropuerto y la Cia.

cuenta con un avión de su pI'opiedad, paI'a su

cio el que I'ealiza diaI'iamente un vuelo entre

San Juan-Lima.

. .

seI'VJ.�

Lima-

B-3 Acceso pott vía Mattítima

Esta forma de acceso es la menos usada, aúnque ya se

mencionó se tiene dos pueI'tos, el de San Nicolás des­

de donde la compafiía hace sus embarques y el de San

Juan, donde la Marina Nacional, tiene una base.

C- CONDICIONES CLIMATOLOGICAS:

San Juan de MaI'cona, es una zona árida azotada constante­

mente poI' los vientos conocidos como PaI'acas y otros que

tienen un rumbo SuI'-Oeste.

Por sé?' una zona costaneI'a tiene un veI'ano caluroso y un

invierno relativamente fI'Ío y con persistentes neblinas,

las otras estaciones del afio, no existen relativamente

comparadas con las anteI'ioI'es.

D- BREVE REFERENCIA HISTORICA:

•La historia de estas minas es amplia y apasionante y des

CI'ibirla, llevaría un tI'abajo amplio que no es el objetivo de este tema, es poI' eso que sólo se va a menciona?' algunos hechos de singulaI' impoI'tancia, y así tenemos:

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- a¡ -

1.a En 1,906 se tiene los primero indicios de la·presencia de este rico potencial minero, cuando Federico Fuchs n�ta desviaciones en su compás que usaba para examinar un pro�pecto cercano de cobre.

2. En 1,914, Justo Pasto� un nativo de la zona conduce aFederico Fuchs y Roberto Letts a los•lugares de las minas.

3. En 1,915, se anuncia su descubrimiento.

4. En 1,924 el gobierno peruano crea la Comisión CarbonemSiderúrgica Nacional, y se d�clara a la zona que ocu­pan estas minas (Marcena) como reserva Nacional.

5. En 1,940 el Gobierno Peruano con�ata los servicios deH.A. B�osset Company of New York para continuar su ex-

.i,.-• , p"""'rac.1.on.

6. En 1,943 se crea · 1a Corporación Peruan del Santa y amo.:,

parte de.:.su capital se le otorgó la concesión Marcona.

7. En 1,951 Jaime Fernández Concha, geólogo consultor dela Corporación Peruana del Santa dirige el primer le­vantamiento geológico y se establece su potencial, co­mo uno de los más grandes de Sud America.

8. En 1,953 se crea la Marcona Mining Company. Se preparapara el desarrollo del Puerto San Juan, el área paramiriería, la planta para chancado, facilidades para elembarque. Este trabajo .lo realiza la Utah y la CipresMining Corp·., en forma coi:ijunta; tardando en hacerlo to

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- 5

do en· s6lo cuatro meses (Enero-Abril).

9. Mayo 1,953 se realiza el primer embarque de mineral ocn

destino a la Faerless Works and Tennesse Coal and I­

rión.

10._En 1.,966 se fiZ'Dla el Último contrato entre la corpora­

ción Peruan del Santa y la Marcona Mining Company.

11. El 25 de Julio de 1,975 el GobiernÓ Peruano mediante

- Decreto Ley No.. 212 28 nacionaliza e·sta empresa y crea

la Empresa minera del Hierro del Perú ."Hierro Perú".

E- ALGUNOS ASPECTOS SOCIALES: -

La vida se>cial.:-de · este centro minero se desarrolla en el

Puerto de San Juan debido a que en este lugar se encuen­

tran ubicados los campamentos de los trabajadores.

San Jnan se -puede decir que es ya una ciudad con casi to­

das las-ventajas y désventajas de ellas, así tenemos sus

principales datos descriptivos:

a) Su población es muy aproximadamente unos 35,000 habi­

tantes.

b) Cuenta con un hospital bastante equipado y segGn co­

mentarios y publicaciones hechas (Hierro y Futuro N° 13

Mayo/Junio 1, 9·77) sus servicios y equipamiento son me-

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. - 6 -

jores que los de muchas provincias.

e) Existe un servicio de correos público y uno privado p�. ·

ra los trabajadores de la compañía.

d) Una posta médica.·

e) ._ Existen tres centros educativos fiscalizados, con mas

de cuatro mil estudiantes y 118 maestros, dos centros

estatal�s, uno s·�cundario y otro primario, una escuela I

particular, un centro de entrenamiento que mediante los

programas de educación Bási·ca Laboral desarrolla varia

dos programas para los trabajadores e hijos de éstos.

f) Entre los principales centros de diversión podemos me�

cionar la existencia de varios clubs, un auto�cine gr�

tuito en el que se proyecta diariamente una pelicula,

un cine-particular, una radioemisora "Radio Centinela",

una retramisora de televisión, varios campos deportivo�;

varias playas, etc.

Para conservar el orden público s_e tiene el servicio de

la Base Naval, la Policía de Investigaciones y la Gua�

dia Civil, así como también el servicio de protección

interna de la compañía. Cabe mencionar la existencia<El

servicio Telefónico que se comunica con todo el país y

un _gran número de radio aficionados.

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- 7 -

C A P I T U L O I

PRINCIPALES CONCEPTOS USADOS EN UN DISERO DE VOLADURA

DISERO

Es l_a representación gráfica· de una serie de conceptos, pri!!,

cipios y técnicas para expresar la forma como se debe reali­

zar o llevar a cabo la ejecución de un opjeto, una actividad

etc.

DISERÓ EN VOLADURA:

Es la representación gráfica de diversos principios técnicos

y conceptos que permiten expresar la forma como deben ser co.

locados los diversos tipos de explosivos y la forma como de­

ben detonar para obtener una fragmentación del material en

la forma adecuada.

MALLA EN VOLADURA:

La forma como van colocados los taladros en el terreno, unos

en relación con los otros, en conjunto toman una forma que

es conocida como malla y que toma diversos nombres según la

distribución de estos.

DISPARO EN VOLADURA:

se·11ama así al conjunto de actividades que se realizan para

detonar. el material, esto es desde el diseño de la malla, CB!:

gado de taladros, diseño del plano de conexiones y ejecución

de los taladros.

_Se debe aclarar que se conoce también con el nombre de dis­

paro al· inst�nte en que se ejecutan éste, pero su sentido es

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8 -·

más amplio como se ha descrito anteriormente.

PLANO DE CONEXIONES:

Es el plano en él cual va disefiada la forma como van a serda tonados los taladros cargad.os de explosivos.

· EXPLOSIVO

Es un compuesto químico que tiene la propiedad de detonar.

Los explosivos están agrupados en dos grupos principales que son:

/ I. Basados en ) a:�-: Gelatina plástica Pólvora

EXPLOSIVOS

'l II.

INICIADOR:

Nitroglicerina·l 2.

Libre de Nitroglicerina

1. Anfo

2. Slurry

a. De pequeñodiámetro sen­sible a los d_etonadores.

b. De gran diámetro.

Es un explosivo de mayor potencia que se usa para iniciar la detonación de los agentes explosivos.

BOOSTER:

Es un explosivo de alta potencia que contiene 95% de poder�

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·,

- 9 -

plosivo y que se usa como iniciador, estos -boqsters son de di ferentes tamafios y pueden _ser de una, media, o un cuarto de libra.

AGENTE EXPLOSIVO:

Se denomina así a ciertas sustancia que se comportan como explosivos pero que para iniciar su detonación es necesarlo

-

del uso de ayudas o iniciadores, por ejemplo el ANFO, un a-gente explosivo es iniciado con un booster, dinamita ú otro 'iniciador; nitr�, carbonitro, slurry).

· MECHA

Es un cordón que sirve para llevar la energía para iniciar ladetonación de un fulminante que dará lugar a la detonacióndel taladro.

· Estos cordones s<in de diferentes tipos y estan basados en lacantidad de carga pirotécnica (pólvora) que llevan en su interior, así tenemos mechas rápidas que poseen una carga de 5gramos de material pirotécnico por metro y tienen una veloci

dad de combustión de 50 segundos por metro (2 Cm/seg.) otros .son denominados mechas de seguridad debido a su combusti6n· lenta así tenemos que estas tienen una carga pirotécnica de 6.00 gr/mt y una velocidad de combustión de 145 sg. por me-

100 tro <145 = 0.76 cm/seg.).

CORDON DETONANTE·

Son al igual que las mechas, cordones que en su interior 11� van un alto explosivo (nitropenta) y su detonación se inicia mediante un fulminante y su velocidad de detonación es muy

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alta, variando entre 22,000 a, 24,000 pies/seg.

FULMINANTE

Es una cápsula de aluminio de unos 45 non. de longitud y 6 mm. de diámetro que ·en su interior lleva dos tipos de explosivos, uno primario generalmente la ácida de plomo, qúe se activa por medio de la chi'spa y el otro secundario que se activa por la explosión del primero generalmente ia nitropenta, estos fulminantes son de diferente potencia y se les denomina por medio de números, siendo su ·'.•potencia mayor.conforme el número aumenta, así tenemos que por eje31plo el No.· 6 tiene 300 mg.de dada uno.de los explosivos.

Existen otros tipos de fulminantes eléctricos en la cual su carga e�plosiva es activada por medio' de la chispa eléctrica.

CONECTOR

Son unas cápsulas conteniendo un explosivo que se usan para u nir generalmente la mecha de seguridad con la meaha rápida.

RETARDOS

Son un tipo de conectores que se usan para retardar la deto:..- · á:3.ción de los taladros; estos son unas cápsulas que en su in­terior llevan un elemento retardador que hace que la detona­ción al llegar a ·ese elemento se retarde una cantidad de tiem po determinado. Esa cantidad varía su valor en milésimos de segundos

FRENTE

Se le denomina así, al conjunto que forman la cara libre y el

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piso delante del disparo.

CARA LIBRE·

Es la parte -·por donde el disparo va a iniciar la voladura. y

es la salida del disparo.

CRESTA

Es la parte superior del banco y también el límite superior

de la.cara libre en el disparo.

T O E

. Es la parte inferior del banco y el límite inferior de la

cara libre en·;·�l;·,disparo.

PISO ALTO

Cuando el piso delante del disparo no queda en su nivel, se

conoce a esto como piso al to y generalmente es necesario re

lizar perforaci6n con equipo pequeño para conseguir su ni­

vel y tener buena·s condiciones para el disparo.

VELOCIDAD DE DETONACION

Es una medida de la velocidad a la cual la detonaci6n v1.aJa

a· travéz del explosivo. Un explosivo con alta velocidad de

detonaci6n produce un gran efecto de despedazamiento, mien­

tras los con baja· velocidad de detonaci6n tienen un mayo��

fecto de corte.

POTENCIA O EFECTO DE VOLADURA

Se refiere al contenigo de energía del explosivo.

'La potencia se obtiene por medio de pruebas prácticas o téc

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12

nicas. Se mide en poercentaje comparado con un explosivo p� trón que puede ser la gelatina de voladura.

ESTABILIDAD DE DETONACION

Se refiere a- la continuidad de la detonación del explosivo ·en µna columna.

DENSIDAD DEL EXPLOSIVO

·Es expresado por el peso en kilos� en· un litro· de explosiva;,'Se débe notar que la densidad afecta 1-a capacidad de rotura

.

del explosivo en una forma favorable ya que a mayor densidadm�yor cantidad de explosivo.

DENSIDAD DE CARGA

Es la cailt,idad . de- exp·losi vo· que entra en una unidad de lon­gitud de un taladro. Ejemplo: lé6 libra·s �e explosivo que e!!_ tran en un pie de taladró. Como se puede ver la densidad de carga es función del diámetro del taladro y la densidad del explosivo.

. ALTURA DE .BANCO

Es la diferencia vertical entre el área superior horizontal y el área inferior.

·ESPAC!AMIENTO

Es la distancia entre dos taladros, uno junto al otro en lamisma hilera de taladro •

BURDEN O LINEA DE MENOS.RESISTENCIA

Es. la · distancia entre dos hileras •

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CARGA DE FONDO

- 13 -

Es la carga más potente que se coloca en el fondo del tala­

dro.

CARGA DE COLUMNA

Es la carga que va encima de la carga de fondo. Puede ser de

menor potencia.

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altor•

- 14 -

lon11t11d decora•

111

1

111

ri 1

1 1\ 1 ' I '

n ,1 1 1 1 11 1 11 1 1 11 1 1 11 1

nivel

MALLA CUA.Df All A

REPRESENTACION Gf\AFICA DE ALGUNOS PARAMETROS

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- 15 ..

C API T UL O II

FACTORES QUE SE TIENEN EN CUENTA PARA UN- DISERO DE VOLADURA

En un diseño de voladura, intervienen muchos. factores que van a dar o crear condiciones para dicho diseño, sin embaz:t-go cuatro son los que podemos llamar fundamentales y se les debe tener muy en cuenta y estos son:

a) La . Geologíab) Algunos conceptos d� la Mecánica de Rocasc) El equipo a usarse en la perforaciónd) El explosivo a usarse

A. LA GEOLOGIA

La vóladura se va a realizar en roc�s y entonces será necesario saber con que rocas se va a trabajar, el origende estas rocas, su forma estructural, el grado de alteración que han sufrido a travéz del tiempo, lo� fenómenosclimatológicos que se presentán, como lluvias, sismos,yaque todo esto es necesario .tanto para diseñar las mallasde.perforación, las cargas explosivas, el ángulo de ta­lud 1 si se trabaja en mine�ía superficial, los pilares otipos de sostenimiento en minería subterránea. Como se puede aprec,iar todos estos conocimientos nos los dá la· geología:a travéz de sus diversos campos de estudio coma

A-1. La Petrografía.- que· nos dará la información de losdiversos tipos de rocas las definiciones, clasifica

. ciones, origenes, etc.

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A-2. La Estratigrafía.-·Nos indica la forma como se en­cuentran formadas ya sea en forma de estratos o ma­sivamente.

A-3. La G-eología Estructural. - Esta nos indica los di-versos tipos de estructuras que se encuentran,. como, fallas, diaclasas, junturas, fracturas y todo otro tipo de estructura.

A-4.. La Geología General.- Nos indicará si en la zona leylluvias, aguas subterráneas, sismos, vientos, el comportamiento del clima en general, etc.

Todo esto nos hace ver la importancia de la geolo­,gía.en un diseño de voladura.

B. LA MECANICA DE ROCAS

Una vez que la Geología nos ha dado toda la información de los diversos tipos de rocas, estructuras, coridiciones geológicas de.la zona. Ahora nuestro problema consiste en saber como se van a comp�rtar est�s rocas cuando se les someta a los efectos de la detonación de las cargas explosivas. A su comportamiento cuanQo se rompa el equi librio en qUe se encuentran, su comportamiento tanto en superficie como en·profundidad," cerca de una estructura, de un contacto etc.

Todo este comportamiento mecánico no los dá la Mecánica de Rocas, que es· justamente la ciencia dedicada al1 est� dio del compórtamiento mecánico de las rocas mediantela. cuantificación de estos fenómenos,.así tenemos que será

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- 17

necescll'io saber el comportamiento de las rocas al ser so metidos a tensiones de corte (resistencia al corte). La deformación que experimenta (Módulo de Deformación) su comportainiento tanto a la tracción y compresión.

Como se puede apreciar todos estos efectos son creados al hacer una deton�ción y se les debe tener en cuenta para hacer un disefio de voladura y la ciencia que nos dá este estudio e's la Mecánica de Rocas y por �so se le debe te­ner en cuenta.

C. EQUIPO A USARSE EN·LA PERFORACION

Esto es un factor determinante en un disefio de voladuraya que se tendrá que adecuar el disefio al equipo con elque se está trabajando.

·De acuerdo . al equij>o tendremos que si este lo permite , �podrá'hace't' voladuras con taladros verticales, inclina-­dos o combinados y la profundidad de estos dependerá téi!!bién del equipo. Como se sabe el equipo de perforación�muy VaI'iado y su capacidad y formas de tra-baj o es varia­do. también.

De acuerdo al tipo de perforado�as se tiene el diámetrodel talBt_dro y como se sabe los burdens y espaciamientosen las mallas de perforaciórt, dependen directamente deldiámetro del taladro.

Indirectamente existen otros factores del equipo que enalgunos -casos es necesario conocer.como son las brocasdeperforación y el tipo de barrenos para el caso de voladu­ras especiales o voladuras controladas.

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D. EXPLOSIVO A USARSE

El explosivo es el principal agente de la voladura y sedebe conocer con que explosivos se va a trabajar ya quecomo se ha visto anteriormente los explosivos son de.di­versos tipos y cada uno tiene sus propias característxas

tanto físicas como químicas y es muy necesario conocerl3spara hacer un disefio de voladura.

Como se vió anteriormente los explosivos son basados en:

a) Explosivos libr:s de Nítroglicerinab) Exp,losivos basados en Nitroglicerina.

Sin embargo· dentro de esta clasifica.ción, tenemos otra el.a

sificaci6n,quizás más importante y que es necesario cono­cer para realizar un di�efio y·esta es la de:

a) Bajos explosivosb) Altos explosivos

D-1. Bajos Explosivos.·- Estos se caracterizan porque deflagran y cuya transformación química se reali-za a una velocidad menor a la del sonido. Dentro.de estos ex­plosivos tenemos:

D-1-1. La Pólvora Negra: Esta es u�a mezcla granula­da de Nitro de sodio, a�ufre y carb6n de lefia, se usa generalmente para voladuras de cante­ras.

Sus principales características son:

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19

a) ·Es muy_ inflamable tanto al fuego como a 1la

chispa.b) Pierde su inflamabilidad fácilmente al ab­

sorver hUJIJ.edad.Se debe tenér mucho cuidado en su manejo y al macenami�nto •.

D-1-2. Pólvora sin Humo: Pólvora -utilizada para la

.propulsión de balas, su fabricación tiene co­mo ingrediente principal a la nitroglicerina y.otro de base doble con nitrocelulosa y ni­

troglicerina.

Esta pólvora no se utiliza para usos

triales.

indus.:..

D-2. Altos Explosivos.- Se caracterizan porque detonan ysu velocidad de detonación es de 3,000 a más de7,000 mt/seg.

Entre estos explosivos tenernos:

D-2-1. La Dinamita: Es uno de los explosivos indus­

triales más usados y·sus usos se pueden consi derar desde 1,866 cuando AlfEedo Nobel hace detonar por primera vez a la Nitroglicerina

en diatomesa. Po.steriormente el mismo Nobelha ce detonar la Nitroglicerina con Nitrocelulo­sa,_denoininándose a este producto como "Gela­tina Explosiva" - Dinamita.

Actualmente este producto se ha perfeccionado

y la dinamita está compµesta de.tres elemen1Ds principales;

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- 20.-

a) Sensibilizantes, como la Nitroglicerina.b) Proveedores de Oxígenos- Nitrato de Amo­

nio, o de·Sodio.e) Combustibles-acerrín, harina de trigo o

aimidón.

Para su mejor uso se fabrican dinamitas d� te� p�tencias y diferentes consistencias y clasificarse por este Último como:

diferen­pudiendo

a) Dinamitas Gelatinosasb) Dinamitas S_emigelatinosase) Dinamitas Pulverulenta�

Las principales características de l�s dinamitas va-rían dentl'.'o de los siguientes límites:

1. 2. ·3.

4.

5. 6.

7.

. , 8.

9.

Velocidad de detonación D�nsidad Potencia Volúmen de gases Prueba de ·Martillo de 5 Detonación por simpatía Energía de explosión Temperatura de explosión Balance de Oxigeno

Kg.

:4,000 a 6,000 mt/seg. :1.0 a 1.4 gr/ce. :40 a 100% (R.W.S.) :500 a 1,000 lt/Kg. :15 a 25 cm. :3 a 6 veces el diám. : 500 a ·1 ,000 K cal/kg. :2,500 a 4,000 ºC :- 1.0 a -3.0

D-�2. ANFO.- Este es uno de los explosivos más recientesp�és. su uso se remonta al afio 1,956 en los Estados U nidos de Norteamérica.

_Su eompósición es una mezcla de Nitrato de Amonio en forma de Prills y P-etróleo diesel No.2 en las siguie_!l tes proporciones·:

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- 21 -

Nitrato de Amonio Petróleo Diesel

de 94 a 96%

de 6 a 4%

Sus prinéipales características.son:

"· Velocidad de Detonación 2. Potencia3. Detonación por simpatía4. Prueba del martillo

3,_200 a 4,000 mt/seg. 50. a 60 \: (R. W. S.)

no se consideramás de 80 cm (muy

seguro) 5 • . Densidad de o.a a 0.9 gr/ce.

Se debe hacer notar que el ANFO es uno de los explosivos más económicos y esto junto con la seguridad:

En su fabricación. En el transporte_

- En el almacenamientoFacilidad de mecanización de la cargaFacilidad de manejar en volumen

- y bajo precio.

Lo hacen muy popular y su uso es casi· generali­zado en la minería superficial y en la minería .subterránea, donde se tiene facilidades de ven­tilación.

Para lograr darle mayor potencia se le agrega� · luminio en diferentes proporciones (ver cuadro·

en tipos .de explosivo usados en Hierro Perú).

Algunas desventajas que ofrece el ANFO es laproducción de gases tóxicos, como óxidos nitro­sos y monóx�do de carbono y también la dificul-

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- 22

tad en el cargío de taladros ho�izontales o di­rigidos .en forma ascendente y cuando se tiene

.presencia de agua. Para estos casos se usan cu­biertas de plástico y equipos neumático.a.

' · .· -· r'D-2-3. Explosivos Licuados (Slurry). - Este explosivo es también muy reciente y se ha desarrollado pa­ra mejorar algunas limitaciones del ANFO como, la baja densidad, la poca resistencia al -agua, su baja velocidad de detonación.

Sus ·i�gredientes principales son:

Nitrato de Amonio Agua

-�Polvos de Aluminio'-

'

-·.Pólvora sin humo·:-. , Tri ni tolu�no

- Estabilizadores

Sus.principales características son:

!) Velocidad de detonación 2) Den_sidad

5,000-5,500 m/seg. 1.3 a 1.tJ gr/ce.

'

3) Excelente resistencia al agua.tJ) ·aaja sensibilidad al impacto más de 8 O cm.

Los Slurrys pueden ser divididos en dos clases o grupos principales:

.-a) Slurry para gran diámetro (+102 m.m.) b) siurry para pequefio diámetro (sensibles

a los detonadores).

Estos· Últimos �e les conoce también como agua-gel y tienen las siguientes ventajas frente a los explosivos de nitroglicerina:

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- Reducci6n de gases tóxicos Ningún dolor de cabeza.

D-2-4� Explosivos Iniciadores.- Son explosivos sumamen. -

.te sensibles-que llegan a detonar con una ínfi-

. ma cantidad -de fricci6n, golpe, chispa- etc.

No se usan para realizar voladuras y s6lo se emplean como materia prima para accesorios de

.

.

'

voladura, tales como fulminantes.

Los tipos más representativos de estos explosi­vos son:

..

Los fulminantes de mercurio Acida de plomo

- DANP

D-3. Parámetros de los Explosivos.- Como ya hemos visto losexplosivos tienen diversas formas y diversas caracter:ñs ticas, lo que hace que se deba seleccionar el explosi­vo más apropiado y para esto se tiene que conocer cier tas propiedades, tanto físicas como químicas comunes

- . a todos ellos.· Así tenemos:

La velodidad de detonación. Potencia Seguridad en su manejo

- Estabilidad e� su detonación- Calidad de almacenaje

DensidadResistencia al aguaResistencia a �a congelaciónAspectos médicos.

- Detonaci6n por·simpatía

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Prueba al impacto (sensibilidad al choque -pru� ba al martillo).

Conociendo todos estos parámetros podemos saber con que explosivo estamos trabajando y la forma como debemos u tilizarlo en un diseño de voladura.

D-4. Balance de O�Ígeno.- Como se ha visto en casi todos los-explosivos existen cuatro elementos que podríamos. lla­marles fundamentales, Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógerto.

El balance de oxígeno,es un Índice teórico que nos in-·dica si hay exceso o deficiencia de oxígeno, cua�do seha producido la explosión. Esto es muy importante yaque si no hay un balance se producirán gases nitrososcuando el oxígeno está en e�ceso o por el contr�rio enmonóxido de carbono cuando el oxígeno está en deficie�cia. Pero no·· así cuando si se tiene un balance de oxí­geno· ya que todo el carbono se convertirá en AnhÍdricocarbónico y todo· el Nitrógeno quedará libre sin formanningún compuesto y todo el hidrógeno formará agua. E-jemplo para el ANFO:

Este0 es el caso que se tiene ·oxígeno en exceso y como consecuencia se ha obtenido el mortal gas· NO

Acá se tiene una deficiencia de oxígeno y como resulta . do tenemos la· formación del mortal gas CO •

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25

En este caso si hay balance de oxígeno 'y como conse­

cuencia se tiene como �esultado la formación de -H2O;

CO2 y N2•

Para hacer notar el grado de peligrosidad de estos ga-

ses que se obtiene cuando no hay un balance adecuado

de oxígeno tenemos:los siguientes cuadros:

Intoxicac-ión de Monóxido de C?rbono: C CO)

Contenido en % de CO

0.02

0.03

o.os

0.1

0.2 - 0.3

o.a - 1.s

2.0 - 3.0

Síntomas

----- No ocurI'e intoxicación aúnque se

esté ��puesto largo tiempo. - Cantidad mínima para comenzaI'a.ial

qüieñ ·intoxicación.

- Desmayo después de 30 minutos a

dos horas de exposición.

- Dificultades al camina!'

.GI'an intoxicación en forma inme�

diata.

Se produce la muerte, estando ex

puesto 30 a so· minutos.

Muerte inmediata.

- Intoxicación del óxido Nitroso:

Contenido en% NO y NO2

0.003

0.01 - 0.02

0.03 - o.os

Sítomas

- No ocurre intoxicación, aún es tan

do expuesto durante largo tiempo.

- Soportable durante 20 a 60 minu

tos.

- Muerte inmediata.

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Todos los explosivos son fabricados para que esten ba­

lanceados en oxígeno, pero cuando se hace las detona-. '

.

ciones no·siempre pasa esto.

El AN'BO, es un caso en el que siempre se producen es­

tos gases nocivos y es por este motivo muy limitada su

utilización en la minería subterránea.

Se debe recordar que cuando no hay un balance de oxíg� no no s.a produce totalmente·la detonación y luego se

tendrá bajo. calor de explosión con la sub siguiente re

,du�ción en la presión producjda.

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27

C AP ITULO III

DISERO DE LA VOLADURA CON LAS CONDICIONES ANTERIORES

Ya se ha visto todos los pasos y consideraciones teóricas que se. debe . tener en cuenta para realizar un diseño de voladura. Ahora éstas consideraciones te6ricas vamos a adaptarlas a la realidad práctica según el desarrollo de minado que se hace en Hierro Perú - Minas· de Marcona.

A. DISERO DE LAS MALLAS DE PERFORACION (Secuencia a seguir)

A-1. Información Geológica.- Como se ha visto, el primer p�so a seguir en el diseño de voladura, es la geología, pués entremos al tipo de geología que se hace en Hie­rro Perú y veremos que se elaboran planos geológicos horizontales de todos los bancos proyectados a medio banco, también vemos que se hace planos de. secciones verticales y mapas estructurales. Analizando estos pl� nos vemos que se pueden usar los horizontales ya que en ellos aparecen-los diferentes tipos de material, principales estructuras, buzamientos, rumbos y la cali

dad del material.

En la aplicación a ejemplos veremos los tipos de mate­riales, estructuras y aspectos d� la geología regional, y como· se hace uso de esta información.

Antes· de que pasemos a analizar el segundo factor debe mos tener -en ·cuenta algunos factores locales, que son particulares en cada mina, como son:

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A-2. Condiciones según el Planeamiento del Minado.- La Sec­c:i.ón de Planeamiento de Minado indirectamente intervie ne condicionando el diseño de voladura, así tenemos que en esta sección como su nombre lo indica se reali­za el planeamiento del minado y en estos planos se tie nen indicados las áreas a producir, los límites, las bermas, ángulo de talud incluyendo Toes y Crestas. Es­to obliga a que los diseños se tienen que adaptar a es tas condiciones, teniendo muchas veces las salidas ya fijadas y voladuras controladas como pre-cortes y tam­bién formas-geom�tricas de las áreas por perforar a ve ces muy caprichosas y difíciles de volar. Por todo, es

/

necesario tener en cuenta estas condiciones antes de -realizar un diseño de voladura.

A-3. Condiciones según las Op'eraci?nes de la Mina.-: Este esotro factor.que indirectamente interviene en e1 diseño de vo·ladura, en el caso de esta mina.

Analizando ligeramente el trabajo de operaciones dir� mas que ésta secqión es la_que supervisa las operacio­nes de producción de la mina·, esto,-. es: material a pro ducir, _movimiento de _equipo, ejecución de los disparos, control de perforación y directamente indicando las á­reas donde perforar y dimensiones de los disparos.

Como se puede ver, a pesar de que planeamiento indica las formas y áreas a perforar, es operaciones quien di rectamente decide el trabajo de la mina, y entonces el �diseño. de voladura a hacerse, tendrá que estar sujetoa las condiciqnes de dimensión geométrica, tipos de máquina (diámetro) a perforar y disponibilidad de éstos,así como también en a�gunos casos la orientación de s�li�a. Luego �l igual que planeamiento de minado se ledebe tener en cuenta papa realizar un diseño de voladura.

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A-�. Determinación de los Paráinetros de voladura.- Pa­ra determinar los parámetros de voladura, o sea :

- ·Mallas- Tacos- Sobre perforación

Carga de fondoCarga de columna

- Tipo de explosivo,o mezcla explosiva.

'Debemos tener en cuenta el comportamiento de los materiales que se va a vo!ar o sea algunos conce� tos de la Mecánica de.Rocas. Así vemos que se co­noce experimentalmente.

a) El ángulo de rotura generado por un tala-dr.9 de diferentes dimensiones {9", 9" 7/8, lf." y 2"} en los diferentes tipos de mate­rial.·

b} ConocemQs también el sistema de fallas,diaclasas, forma de la estratificación y

su comp9rtamiehto de estos frentes al efecto de detonación de un disparo.·

c) Los diferentes·tipos de rocas y su compor­tamiento de éstos frentes a cada una de lasdiferentes mezclas explosivas.

d) Se conoce las densidades de cada uno delosmateriales {min�rales y rocas).

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Todos éstos conocimientos dados por la Mecánica de Rocas nos dan los factores de potencia para. cada roca y las constantes de relación, diámetro de ln> ca -burden (aplicación de métodos americanos) pa­ra hacer los disefios de voladura.

·También hemos visto que debemos tener en cuenta el equipo con el que se debe trabajar, y en Hie­rro Perú nos encontramos q�e se tiene 10 (diez) perforadoras del tipo Bucyrus, 40R y SOR.Estos son de perforación rotativa y sólo realiza� _..

perforación vertical y no inclirlada, y el barreno ocupa una posiciÓR cen�ral en la máquina (por eso se les llama también perforadoras centrales) lo que le impide o limita su acercamiento tanto a los taludes como a las crestas y de ésta forma condi­ciona. el 'disefio.

Estas perforaciones están disefiadas para poder

realizar taladros en un rango de 6" 3/4 hasta 12" 1/4 de diámetr_ o y una profundidad que puede lle­gar hasta 135', sin embargo se debe hacer notar

que las que tiene Hierro Perú estan adaptadas a 9" y 9" 7/8 y la profundidad 46 y 45 pies y de­biendo tenerse 1en cuenta que esto significa adap­tación de brocas, barrenos, cuellos,- guiadores, por�abrocas, portabarrenos, tornamesa entre otrc,ts cosas que se tiene que hacer,a las máquinas y cuyo costo es bastante alto.

Com9 se puede ver es un factor que se debe tener

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muy en cuenta, especialmente por el diámetro· de perforación que es función directa en el di"seño tanto eel Burden como del .espaciamiento en·. el di­seño de voladura.

A-5. Diseño Propiamente de lo·s Parámetros de Voladura."­Vamos a seguir el Método Americano tomando una constante para determinar el radio de carga, és­·ta const�nte nos relaciona el diámetro de taladroy el·búrden.

Se debe notar que ésta constante se toma teniendo....

en cuenta el tipo de explosivo, el diámetro deperforación y los tipos de roca y condiciones · :enr1que éstas se encuentran. ·Debiendo anotarse que,e­xisten valores promedios y valores recomendablespara· la �?mbinación tipo de roca versus tipo de

- explosivo.

Valores recomendables de la constante:

Cbnstarite Explosivo .Densidad de roca

20 Ligero (0.8 gr/e.e.) Roca densa 3.2 gr/c.é.

25 Ligero (O. 8 gr/e.e.) Roca promedio 2.7 gr/e.e.

·40 Ligero (0.8 gr/e.e.) Roca ligera (1.0 a menos).

30

Denso (1.6 gr/e.e.)

Promedio 1.3 gr/ce.

Rocas medianas 2.00 gr/ce.

Roca promedio 2.7 gr/ce.

Con las condiciones promed.io se puede hacer los

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ajustes necesarios tanto para la densidad de roca

como para el tipo de explosivo relacionandoh de�

sidad de roca y la den�idad del explosivo .y su v�

locidad d·e deton�ción ta.m)?ién de acuerdo. al grado

de fragmentación deseado y los resultados obteni­

dos en el campo.

Los demás parámetros se calculan relacionando el

burden obtenido con las diferentes constantes, ob

tenidas experiinentalment·e tanto para tacos, sobre

perforación, e_spacdámiento y altura de taladro.

Cálculo del Burden.

= 12 B/De

Cálculo del taco •

. Krr a T/B

contante = 30 promedio

B = Burden {en pies)

De = Diámetro del taladro

{en pulgadas)

1<-r = constante = 0.7 prome­

dio

T = Taco

Cálculo de la sobreperforación

= .!l.E.<' .. B-

= s/p B

= constante =

O. 3 promedio

s/p = Sobreperforación

\

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Cálculo del �apacümiento

K = e/p e Ke = Constante = 1 ó 2:

e . - 'Espa-c,iámiento.

¡

� = H/B � = Cons�ante = 2.6 Promedio

H = Altura

A-6. Dibujo de la M�lla de Perforación�- Una vez cálculados todos los parámetros de voladura, es necesa rio dibujar 1a malla de pe:r,foración.

Como es de suponer ésto· es una técnica·de cada di sefiador, si� embargo se pU"ede seguir los siguien­tes pasos;·· pa:r,a el caso particular de HierX'o Perú.

1.�·En la sección de topografía se hace un levantamiento_ topográfico de todos los taladros per­forados, lo mismo que de todos los límites su periores (crestas) en inferiores (Toes) de los taludes y cuanto razgo topográfico se pr� sente.

2.- Para hacer el dibujo de la malla se debe ana­lizar si el diseño de voladura que se va a ha

. ·cer es el primero de determinado nivel, de un · · nivel ya en · explotación ó de una rampa, una

voladura controlada o cualquier otro tipo .y

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para cada caso se tendrá que hacer una malla ·,

teniendo en cuenta esa consideración.

a) Caso que es un disparo a continuación de otro. Por la magnitud del disparo no se pu�de obtene� la cara· libre para el disparoque se va a diseñar antes de iniciar laperforación, si nó por el contrario ya de­be estar.listo para dispararse cuando apa-.rezca ésta cara libre, es entonces que se­puede ·recurrir al plano ·en que estan levantados 1os taladros del disparo anterior ytomar la ·última fila de taladros que van agenerar la próxima cara libre y tratar deunirlos con una línea recta y a partir deésta teniendo eh cuenta la posible rotu�a

generada hacia atrás y comenzar a.dibujarla.malla ya sea ésta alterna o cuadrada ocualquier otra forma (ver _ejemplos prácti­cos) también ya.será fácil hacer los rea­justes gue sean necesarios en las zonas decontacto de diferentes materiales o cam­bios de diámetro de broca o también en lostaladros cuadrantes si se tiene alguna berma de seguridad o cualquier otro control.

·b) Vamos a ver el caso que ya se tenga la ca­ra libre, entonces con el levantamiento t� pográfico de los límites superior e· infe­rior de ésta cara comenzaremos a dibujar a la malla, teniendo siempre en cuenta el e-

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quipo de perforación en cuanto pueda acer carse y al igual_ que en el caso anterior se hará todos los ajustes necesarios.

c) Cuando se limita con zonas que.se debe ha­cer yoladuras controladas �s preferible c�

·menzar el dibujo de la malla por este sec­tor, ya que así podemos darle.mayor aten­ción a esta voladura y luego continuar i­gual que en los casos anteriores. cuarldoee; una rampa se puede empezar de·cualquierzona, es indiferente.

B. EJECUCION DE LA PERFORACION

Una vez hecho el diseño de voladura este quedaría in­completo sino se diera la técnica para ejecutar su per .foración y al lgual .que el dibujo de las mallas es pr� .

. .

pio de cada-diseñador, pero igual también se puede se-guir el si.guiente proceso:

B-1. Marcado de Puntos en el Terreno.-· Como las mallasdibujadas son generalmente diversas y casi siempre en un diseño están compiriadas tanto las mallas c� mo las voladuras dirigidas,·controladas, ajustes, entonces para materializar todo esto en el campo es demasiado lab�rioso y desde luego muy costoso. Para aliviar y hacer más rápido éste trabajó se hace poner en el terreno algunos taladros que nos sirva de referencia o·bases y ya con ellos fijados podemos aplicar·1as propiedades geométricas del

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teorema de Pi tágoras y con una wincha de lona _.fi jar.�odos los puntos en el terreno (ver _ejemplos prácticos).

B-2. Control de Perforación. - Una vez_ puestas las marcas en el terreno para la perforación es recome� dable controlar esta perforación por diversos m� tivos. Como es conocido la geología pronosticada ó inducida no · si-empr.e�:,se cumple totalmente, en­tonces será necesario hacer un control para ha­cer las correcciones que sean necesarios.

Como se vió las condiciones que por los cuales hay que tener. en cuenta a la sec.ción de Operaci� nes, una es que muchas veces se tiene que cortar un disefio o agrandarlo o cambiar dimensión de broca y el disefio original tiene que sufrir lo

• '

que podri�os llamar Reajuste de mallas y tala-dros en el terreno para poder tener un resultado de la voladura en las condiciones deseadas.

B-3. Levantamiento Topográfico de los Taladros.- Parahacer el disefio del amarre de voladura es nece-sario tener ia ubicación de los taladros perfor� dos ya que como se ha visto durante la perfora­ción se hacen variaciones al disefio original y-� demás se 'debe tener en cuenta que no siempre las

-- . . maquinas perforadoras hacen los taladros en los lugares marcados, especialmente si se tiene .má­quinas de tipo Bucyl;'ues o similares que por su d�ensión y dificultad en sus movimientos hacen muchas veces lo� taladros en los lugares no mar-

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ca.dos, entonces para tener un disefio de amarre de voladura más real es necesario tener un levan tamiento topogJ:'áfico de los taladros que nos in­diquen su verdadera posición que ocupan en el te rreno.

C. DISERO DEL AMARRE DE VOLADURA:

E�ta es-la segunda parte de un diseño de voladura yse puede decir que es tan ó más importante que el di­sefio de las mal.las y parámetros de voladura, ya que tul

..

mal disefio del amarre.puede hechar por tierra todo eltrabajo realizado en el cfisefio:

Para hacer un diseño del amarre de voladura se aebe tener en cuenta varios factores tanto del campo como principios teóricos de voladura. Así tenemos que teó­ricamentecuando se hace el diseño de la malla de per­fo�ación_ya se está prácticamente dando la·forma que debe hacerse el amarre pues se.sabe que en una mall� alterna los -taladros se conectan en paralelos o por fi las y una malla cuadrada en forma diagonal o formando una "V" así como el retardo entre una fíla y otra (di� tancia del burden) debe ser tal que permita que el e-

1

f�cto de uno no interfiera al otro, ya que el usar un retardo muy corto provocará un lanzamiento de rocapcr no tener una cara libre y formada su salida _será ha­cia arriba o en dirección del taco. Ahora si el tiem� po de retardo·es muy grande el efecto de los taladros detonados cortaran a los posteriores y produciran los

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llamados tiros cortados.

Como se puede ver es neces�rio tener en cuenta estos principios, pero no se debe olvidad que anteriormente se ha mencionado que en el campo se hacen reajustes, que las máquinas no perforan muchas veces en el lugar indicado, es por esto que tambi�n se debe tener: en cuenta ias siguientes condiciones de campo:

1.- La ubicación de los taladros • . 2.- Tipo de malla de perforación. 3.- Condicion�s existentes de la zona por volar

después de haber sido perforada y antes de ser disparada.

4.- Nuevas estructuras encontradas con la perfo-., racion.

C-1. Ubicación de los Taladros.- Por las situaciones,para hacer el amarre de voladura se debe teneren cuenta la posición verdadera que ocupan los tal� dros y esto se lo consigue con el levantamiento topográfico de los taladros (anteriormente men­cionado·): y entonces se puede diseñar el amarre.

C-2. Tipo de Malla de Perforación.- Como ya hemos visto al hacer el diseño de la malla de perforacion se es1¡á haciendo también el diseño del amarre de voladura ya,. que éste es· función del tipo de ma­lla. es por est� razón que se debe conocer el ti­po de malla, también·es necesario por que cono-

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ciendo la malla se conoce el burden y el espa·cia miento entre cada taladro que nos servirá para .cálcular el tipo de retardo que se va a usar.

C-3. Condiciones Existentes de la zona por Volar des­pués de haber sido perforada y antes de ser dis­parada. - Esta es una condición circunstancial qaa no se debe dejar de tener en cuenta por las si­guientes razones •. !)

Como es conocido para realizar la voladura se debe tener la cara libre por ·donde se debe comen

__ zar la detonación ,perio esto muchas veces no es p� sible ya que hay situaciones de trabajo que no permiten tener la cara libre más que en parte, .. a veces s6lo en algunos sectores entonces se de­be forzar· ·e1 amarre de tal manera que se pueda utilizar la parte que se tenga de cara libre re­curriendo a periodos de retardo o a inflecciones.

También existen situaciones en que cerca a la z� na que se está volando hay campamentos. maquina­rias, vías de acceso, estructuras o límites con niveles inferiores y entqnces se debe dirigir la orientaci6n de la voladura que permita tener la menor probabilidad de dafiar di9has estructuras y dar�e las condiciones necesarias para obtener.ura buena voladura.

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- � o

C-4. Nuevas Estructuras Encontradas CQJl la Perforación.-

Como se ha visto en el control de la perforación

cuando se·realiza ésta por diversas razones se en

cuentra nuevas ·:estructuras geológicas y que tra-

en consigo la aparición de otros tipos, rocas o

minerales que dan lugar a modificaciones en la

perforación, esto nos obliga a disefiar amarres que

permitan no mezclar el mineral con la roca esté­

ril, razón está por la cual se tiene qu� tener en

cuenta éstas estructuras.

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- IJ1 -

C A P I TU L O IV

APLICACION DEL PROCESO DESCRITO

Ahora vamos a preséntar una aplicación del proceso des­crito siguiendo toda su secuencia.

FACTORES A-TENER-EN CUENTA

A. LA GEOLOGIA

a) Geolog�a General.- La geología de la zona es bas-tante simple desde el punto de vista geomorfológi­co. Es una meseta esculpida con una elevación de más o menos unos 800 mt. sobre el nivel del mar, formando una.,_ plataforma de ero�ión marina, y teniendo al lado Oeste 271 terrazas litorales.

Como ha sido. una regi6n de sedimentación no ofrece muchas irregularidades topográficas, está cubierta casi en su totalidad por un encapado aluvial no con solidado de rodados, gravas, arenas, fósiles, fra& me�tos pulidos de mineral de fierro, etc.

La zona pertenece a la llamada cordillera de la costa formada por el gran Batolito de Granodeorita que·dió como consecuencia la presencia como unidad de bas·e del área de terreno metamórficos pre--cam­brico-s sobre los cuales yacen sedimentos marinos paleozoicos, luego le siguen los volcánicos del j� rásico, intercalados con sedimentos terres.tres y

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ESCALA EN METROS

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[.40,000 E. 50 ,000 !.10 ,000

l'•L

1 1

l 10,000

ROCAS SEDIMENTARIAS & VOLCANIC AS TERCIARIO

[!!!] F orm_aclón Pi sco.- arel llos yor en11cos.

JU RA SICO r7.:':'"1 For moción Ce rrltos.- tufos, 1 ovos,L..!!,.:_J areniscos, callzo.

PALEOZOICO r:;71 Formación Marcona.- calizo, fllita � cuarcita, cornublaalto, arcosa.

ROCAS IGNEAS 8 METAMORFICAS

CR E TACICO

0 Diques bÓslcos.

0 Diques andesita.

� Gr anito,...9ronodiorito Son Nlcolas.

B Diques y masas de dacita.

PRE·CAMBRICO

B Comple Jo Lomas.-arcosa, paro9neis

SI M BOLOS ESTRUCTURALES 8 TOP OGRAFICOS

e;::::, Cuerpos de mineral de fi e rr0. ,-.. - Contactos. _.._ Fallos.

6()•

Rumbo y buzamiento. � Carr ete ras pavimenta dos

=== Tr ochas.

A P untos trion9ulociÓn

MAPA GEOLOGICO GENERAL IZADO

DEL DISTRITO DE MARCONA

BAHIAS SAN NICOLAS Y SAN JUAN-PERU

ESCAL A 1 : 200,000 DI1. R.VALOEZ J. - JULIO DE 1980

OPTO. DE 8EOLOGIA

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43

finalmente un eepesor desconocido de ·volcánicos y

sedimentos·cretacicos.

Se tiene también la presencia de numerosas rocas

· intrusivas post y pre-minerales, ya sea como di­

ques, capas o derrames tubulares formados por ande

sitas porfíriticas, dacitas, granodioritas y otros

que cruzan y cortan las diferentes formaciones pe­

trográficas_de la zona.

b) Petrología y Mineralogía de los Yacimiento de Hie­

rro Perú.- El estudio de éstos tópicos es muy am­

plio y variado, pero para los·fines que se persi­

gue y como se verá posteriormente, fundamentalmen­

te nos intereza conocer los diferentes tipos de ro

cas.

I. Tipos de Rocas:

Dentro de las rocas, fundamentalmente tenemos:

1. Rocas Intrusivas:

I-1-1. Gramodiorita.- Roca intrusiva que se

presenta en forma de diques, de forma

alargada más o menos verticales y de

lados paralelos, son los instrusivos·

más jovenes de la regi6n y de la for­

maci6n pos-mineral y con una orienta­

ci6n predominante Norte-Sur.

Esta granodiorita es de color rojiso

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- �� -

y tiene una granulometría más o menos

uniforme <iextura equigranular).

I-1-2. Andeaita.- Es la roca más abundante

de la zona se presenta t..mbién en fo�

ma de diques bién· definidos, con unos

cristales desarrolados en una-masa a­

fanítica (textura porfirítica).

Esta andecita es de color verde-ne­

gruzco y con grandes cristales de pl�

gioclasas (no tienen un rumbo predomi

nate).

I-1-3. Diques Básicos.- Estos estan consti�

tuidos por rocas de color ·griceos y

verdes oscuros; presentan ligeramente

cristales de granulometría uniformes

y una masa afanítica.

Están compuestos fundamentalmente por

las vartedades basilticas, doleritas,

y meta-andecitas siendo las dos ·prim�

ras pre-mineral y las dos Últimas po-2_

mineral, su control geológico es difi

cultoso debido a que las dos.primeras

abarcan zonas �rregulares o sea con­

tactos sinuosos y presentandose comun

mente mineralizados.

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45

I-1-4. Dacita.- Esta es la roca intrusiva másantigua conocida en la zona. Es de u­na coloración rosado-verduzco. Se pre­senta como diques, sill y masas con contactos irregulares y con buzamien­tos muy variados. Su formación .es pre y pos mineral, ésta dacita es considerada como la originadora del yacimiento.

2. Rocas Metamórficas.- La zona de Marcena. ha p�sado por varias etapas de metaformismo y es­to ha dado origen a varios tipos de rocas me­tamórficas; ·así tenemos:

I-2-1. Pilitas.- Originados por un metamorfis­mo regional o dinámico (no interviene cfi.rectamente las soluciones magmáticas).

I-2-2. Hornfels.- ó Cornubianitas.- Originadospor un metamorfismo térmico o de conta� to metamo�fismo ligado a movimientos tectónicos y cambios de temperaturas que han actuado fundamentalmente en es­ta zona.

I-2-3. Gneisses.- Originadas por metasomatismoque es un proceso de alteración de mine rales mediante un fase fluida de·solu­ciones.

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_. -.s -

Estos también han sido originados por metamorfismo dinámico té�mico.

I�2-4_. Esquis1los. - Estos han sido originados por metamorfismo dinámico térmico, que en.cambio de presión y temperatura, con variaciones de composición.

2. Rocas Sedimentarias.- Dentro de este tipo derocas se, tiene una deposición periódica dedi.f�erítes rocas que han sido depos:i.tadas encapas y que fundamentalmente la forman arko­sas ·meta-arkosas, esquistos, micaceas, alu­vión, etc.

Una deposición estratigráfica realizada ahora en este distrito minero y que sigue enorden genético es la siguiente:

a) Complejo Lomasb) Formación Marconac) Formación Carritosd) Formación Copara.e) Formación Piscof) Aluvión

II. Mineralizaqión.- De acuerdo a ensayos químicosefectuados por la �mpresa y a estudios sobre lami�eralización primaria en general se tiene lasiguiente paragénesis de acuerdo al orden de mineralización.

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II-1., Minerales Primarios:

II-2.

a.- Actinolita-tremolita. b.- Magnetita (Principal mineral de expl�

tación). c.- Pirita, chalcopirita, pirrotita •. d.- Calcita. e.- Cuarzo.

La actinolita es la· ga�ga más abundapte en la zona primaria y en pequeñísima can­·tidad la tremolita; las dos han sido lasprimeras en cristal�zar. Posteriormentecristaliz6 la magnetita que reemplazó · en

, .

gran parte a la actinolita; enseguida, laPirita se diseminó profusa y desordenada­mente; incluyendose en la diseminación laChálcopirita y la Pirrotita; y finalmentecristalizaron él cuar�o y•la calcita re­llenando los �spacios vacíos.

Minerales Secundarios:

a.- Sulfatos de fierro hidratado. b.- Sulfatos de Fierro y Cobre. c . ... Serpentina y Talco (de la Actinolita

alterada) d.- Hematita - M�rtita.

·e.- Yeso y Selenita.f.- Limonita.

Las soluciones ácidas y alteraciones queacompañaron la descomposición de la Piri-

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- -.e

ta, convirtieron a esta en Limonita.,La Chal -··

copirita produjo: Brochantita, Crisocola;

Chalcoc.:i:ta, Malaquita, etc·. (minerales se­

cundarios de cobre). Los silicatos, como

la Actinolita, fueron alterados a Serpenti­

na y Talco.

II.;..3. Minerales de Contaminación:

1) Yeso .Y selenita

2) Atacamita

3) Halita

4) Calcita

5) Cuarzo

III. :;_Estructuras. - L� estructura , predominante es un ho

moclinal '"de rumbo Sur-Oeste, con un buzamiento :i;r�

medio- de 50° Nor-Oeste Dentro de· esta estructura

estratigráfica es que yacen los cuerpos de mine-

·ral, que se esparcen en un área de 17x10 Km. apró

simadamente.

Los cuerpos mineralizados en su mayoría se apro­

siman a la forma tubular debido al tipo de estruc

ras en que se encuentran,_ya que son concordantes

con las rocas que_los encierran, por haber si<}o

formados en un próceso metasomático de fases cal­

cáreas favorables.

Se tiene 3 tipos principales de fallamientos:

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COLUMNA GEOLOGICA GENERALIZADA

SECCION DEL DISTRITO MINERO DE MAR CONA

PUERTO SAN JUAN, PERU

PERIO SIMBO. COLUMNA POTENCIA APROX. ERA FORMACION EN METROS 00 LO ESTRATIGRAFICA MIEMBRO OTAL O E S C R P C I O N

o u

o N

o z w o

o -= e

u

-= l&I ...

o - so± Areno marino estratificado no consolidado, rodados

heterooeneos, cenizos, cavidades rellenados, coliche DISCORDANCIA 1----+""""""""""'.;;,;...='-'""-+------�-------------------------+--

FORMACION

PISC O 500

?

+

Arcillas lnterestrotlflcodos, areniscos de orono

fino, orci llos laminados, bentonito, abundante ce_

nizos volcÓnicos, vetlllos de yeso.

---- DISCORDANCIA.1---4--.-----4------.-----f--------------------------+-r-, o,:. � :-_:---... ·:-"!-:·:-:?; ·_:-:

o

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FORMACION COPARA

Kcf Ft·.\.\=t/J�- 500 !

:: · .. : .. : : : ·:·. ·:. 7

......,.._ .. _____ ._�-. 20 O !°

SUPERIOR-Miembro los Cerrillos·. Areniscos blancos cuo rzos pobremente es tratificados.

7 OISCONFORMIIDAll�-i-ctª:¡::�

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INFERIOR-Miembro Tierra Blanco: Tufos depositados en oouo, lavas, sedimentos volcánicos bien estratificados, areniscos corbonóceos.

SUPERIOR-Mle mbro Tun go: Potentes flujos rojiz.os de andesita portirÍtlco, delgados calizos fo_ silíferos, areniscos feldespáticos y conglO'me_ ro dos

FORMACION Jcf

CERRITOS

E.GRIOFORNACIOM ,,,

MAIICOMA

600!

6,000�

MEDIO - Miembro Los Tetas: Ar eniscos feldes_ pÓtlcos orcÓslcos, tufos, flujos rojizos de andesita porfidtico.

INFERIOR-M iembr o N-13: Abundantes flujos de

onde sito, tufos, areniscos tufÓceos, are_

niscos feldespáticos.

BASE - Brech o sedimentario y conglomerado

SUPERIOR-Miembro Pompo: Pizarras sllicificodas y cornubionitos t llÍtlcos.

MEDIO-Miembro Son Juan: Copos de dolomita

orco so. BASE - Conglomerado de cornublanlto (fragmentos pcll

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Fecha: Abril 1958

ROCAS DIQUES

Diorita C:=J

Gronodiorito post-mlnerol C:=J

A ndesita PorflrÍtlco post-min eral

Docito pre a poat-mlnerol

Rev. Mayo 1980 Por:E.A. Rev.: J.W.H./R.Z.L. Dib.: R.VoldezJ.

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III.

- 50 -

1.- rallas pistas.

2.- Fallas de Repetición

3.- Fallas la Huaca.

III-1. Fallas Pistas. - Son los más antiguas, .fu�

mándose probablemente antes de la mine­

ralización y continuando su movimiento

después de ella.

· Estas fallas son del tipo gravitacionales

normales y tienen un rumbo Norte 65 ° Oes

te y un buzamie�to de 60 ºal Norte.

III-2. Fallas de Repetición� Estas corresponden

al t�po de fallas tensionaies-compresio­

nales inversas o sea producidas por fue�

zas de tensión combinadas 6 un sistema a

puesto de c·ompresión.

Este sistema �s par�lelo a la estratifi-

cación y tiene un rumbo de Norte-45 ° Es­

, te y un buzamiento de 65 ° Este.

III?3. Fallas La Huaca.- Son las mayores ennag_

ni tud y l·as más recientes; son paralelas

a la cordillera de los andes. El plano

de falla determina una rotura y desplaz�

miento del tipo normal.

Tienen un rumbo Norte 25 ° Oeste y un bu­

zamiento de 60 ° Este •

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SECCION

W 1000 W 800

1

MI N A 5

GEOLOG ICA

W 600

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LONGITUDINAL

W 280 00 E , SO

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B. LA ME CANICA· ·nE ROCAS:

- 54 -

Como ya -hemos visto la geología, los tipos de rocas y minerales-con los que vamos a trabajar son diversos y lo· que necesitamos ahora conocer, es su comportamiento

. . ,,,_ .

1n:eca!11co, . pero aca, nos encontramos con un problema co-mún a toda la minería nacional, no hay estudios de Me­cánica de Rocas o los que hay son muy pocos. Así tene-

. , mos que aca se conoce:

a) El-ángulo_ de rotura, generado en roca. Para ban­co ·de 12 mts. de profun�idad:

b)

c)

1.- Hornfels 2.- Dacita 3.- Andecita

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8 mt. 6.5 mt. 7 mt.

El , · · . .

angulo de rotu)'."a generado en mineral p_araco de doce mets. en:

1,- Magnetita = 6.5 mt. 2.- Hematita = 7 mts. 3.- Magnetita con alto

6.5 mt •.

Los valores de

Resistencia al corte - Módulo de deformación

porcentaje de Pirotita

ban

=

No se· co_nocen y se puede ·asumir para sustituir los val5?_ res prácti_cos que se obtienen de un resultado de la vo-laduras anteriores en la zona •

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- 55 -

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BANCO•.&.

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PERFILDECOMO SE OBTIENE EL ANGULO DE TALUD

AREA DEL N UE\10 DISPARÓ.

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UBICA�ION DE L� PRIMERA FILA DE TALADROS

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- 56 -

d) Los.valores de los ángulos de estabilidadlos -taludes.

para

- Las estructuras buzan al Sur en promedio 52°

que sirve para determinar el ángulo de talud.

C. EQUIPO A USARSE EN LA PERFORACION

Para la perforación1Hierro Perú tiene perforadoras Bu­

cyrüs Erie modelo 40-R y 50-R. de perforación rotativa.

Estas son deno_minadas perforadoras centrales porque ti� nen sus elementos de perforación en la parte central· lo que le limita su acercamiento tanto·a las _crestas como a los Toes.

Su profundidad_, están disefiadas para perforar hasta 13 5 pies y con brocas de 6" 3/4 hasta 12" sin embargo esto

·_ significa adaptar toda la máquina para cada caso, sien­do· eu costo muy al to raz�n por lo cual actualmente solo se perfora taladros de 9" y 9 7 /8. ·,

Estas máq�inas solo perforan taladros verticales y es-tan montadas sobre un par de orugas y provistos de tres gatas hidráulicas.

De todo esto se puede ver que s6lo se puede perforar t� ladros verticales y de diámetro de 9" y .9 7 / 8" , además la altu�a de banco más rentable, determinado es de 12

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57 ._

D. EXPLOSIVO A USARSE

El explosivo a usarse-es el ANFO ya sea sólo o con alu-minio.

El nitrato es de diversas procedencias: Alemán, Francés,Noruego, Japo�és� etc.

El aluminio es de,l tipo laminar y granulado.

Las.densidades de los nitratos varian desde 0.7 a 0.9gr/ce. con lo que se obtien ANFO,de diferentes densida-

,'des y diferentes velocidades de detonación, teniendo co mo promedio 12,000 pies/seg.

Las principales mezclas de ANFO que se tienen son:

TIPO DE NH NO % PE- \ ALU- TIPO 4 . 3 EXPLO_SIVO %N,�A. TROLEO MINIO UE/1b MATERiAL

F�O-00 94 6 00 0.94 desmont�

FPO-05 91 4 05 1.11 desmonte

FPO-10 86 4 10 1.20 Hematita

'FPO-13 83 4 13 1.21 Magnetita

FPO-15. 81 4 15 1. 21 Magnetita

Para iniciar· la detonación del ANFO se tiene explosivos de. Nitroglicerina conocidos como BOOSTER de 1 / 4; . 1/ 2 '.� Y 1��ibra y tambiéh cordón detonante de pentrita y de. una velocid�d de detónación de 24,000 pies/seg.

La voladura es eléctrica lo que permite 9etonar simulta

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58

neamente muchos taladros.

A continuación se puede ver algunos ejemplos de como se lleva a cabo desde el diseño de la malla1criterios tomados .hasta la voladura.

Descripción del Disparo No. 118.- Hecho en roca EstériL

En este disparo se ha seguido toda la secuencia descri-ta anteriormente, así ten�mos: 11

1.- El material por disparar e� encapado de roca o des­monte y está f armado por Hornf els.

2. - Esta geología ha sido dada por la s·ección de geolo­g�a.

3. - La perforadora: que se tiene para 11.evarlo a cabo, es una. que. tiene una broca de nueve pulgadas.

4.- De la sección de topografía se tiene la ubicación de los talad.ros del disparo ant�rior, el Toe y· la ubic�ción e�acta del .lugar.

5.- El disparo anterior no ha sido aún acarreado luego la cresta de la cara libre �ún no está formada, pe­ro. como se tiene· la ubicación de lo's taladros del

disparo anterior a una.distancia de ocho metros (ro tura hacia atrás se ha trazado la primera fila de

taladros) Lado Oeste y al lado Norte se tiene como límite el talud o Toe, lueg.o a 2. 5 mt. se ha traza­do una línea fija que es lo máximo que se puede a­cercar la perforadora, en esta zona el enmallado se tiene que promediar como se puede ver. Al lado Sur se ha tomado como límite el indicado en el diseño y

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59

como se debe conservar caras rectas, se tiene que promediar igual que el caso anterior.

Al l�do Este se tiene que el límite del disparo es una berma de seguridad y de acuerdo a la calidad de la roca y zona sólo se ,ha controlado con un au­mento de taco a 25' valor conseguido experimental­mente�

6.- Una vez conocida la geología, el levantamiento de la zona ·y el tipo de broca así como el.tipo de ni­tri:ato a usar {Norsk) en l:a preparación del ANFO, de acuerdo a�-la zona se tiene que se debe usar malla de 18. x 24 y todo los otros standares de voladura indicados en el croquis de diseño.

7.- Est� plano.así diseñado es entregado a la sección . .. . . _,,,. de Planeamiento y con el en la seccion de �opogr�-

fía se,elabora·e1 plano para marcado de puntos en el terreno y .en el cual se puede ver que cada pu�� to tiene un número también se puede ver las bases o puntos escojidos como 'tal y que serán utilizados

, para marcar los puntos en el terreno.

8_. - Finalmente tenemos un tercer plano del levantamien to de la ubicación que ocupa cada taladro en el te :rreno, y como se podrá ve� tiene algunas var�antes tal como la columna del 134 al 145 que ha sido a­�egada fuera del proyecto� el taladro No. 100 es­tá perforado en otro lugar {el del 110) lo mismoque el 120 •

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- 60 -

CROQUIS DEL AREA DEL DISPARO N º 11 8 ( 4H-7O I)

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- 61 -

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DISEAO DE UNA MALLA PARA UN SOLO D1AM't TRO

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- 62 -

PLAN·O PA.RA EL.MAfiCADO DE PUNTOS EN EL TERRENO

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DISPARO Nº ll8

MINA 4H • 701

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- 63 -

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO Y CONECCIONES

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PISPARO Nº

11e

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PLAN O DE CONEC C IONES

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EJECUCION 28-04-77

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- 611- -

9.- En este plano del levantamiento de la ubicación de los taladros se ha diseñado las conecciones y sep.1� de ver un amarre en paralelo con inflecciones en los extremos y el uso de retardos de 17 milesegundos.

Descripción del Disparo No. 263.- Disparo con diferente Diámetro de Broca en

· ,

un mismo Material.

Al igual que en el disparo anterior se ha seguido losP!_ sos descritos anteriormente, así tenemos:

1.- El material por disparar es encapado de roca o des-monte y está formado por hornfels.

2 •. � Esta geología ha sido determinada por la sección de Geología.

3.- La perforación se va ha llevar a cabo con dos per­foradoras, úna con broca de 9 7/8" y otra con 9".

4.- De la sección de Topografía se tiene la ubicación de los taladros vecinos del disparo anterior, así como los-límites y ubicación del terreno por disparar.

5.- El disparo anterior no ha sido acarreado. Al lado Norte se tiene el límite del talud y al la­do Sur, la cresta ya formada.

6.- Conocidos los datos de la geología así como la to­pografía y el diámetro del taladro y el tipo del ni trato de amonio a usar (nitrato de.amonio Alemán). En 1a·e1aboración del ANFO de acuerdo a la zona te­nemos que debemos usar dos mallas y para darle una

· s·alida adecuada y una combinación que permita tener

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65

un amarre que favorezca la salida del disparo, te­nemos dos tipos de mallas, una cuadrada de 19' x 19' para 9 pulgadas y un� de 19 x 24 para 9 7/8 y todos los otros estandares de voladut'a que se in­dican en el croquis de diseño.

7.- La ·cresta del lado Sur es una cresta antigua y su forma original a variado, motivo por el cual se ha reformado la malla en esa columna poniendolos más cerca entre sí y con un diámetro mayor 9 7/8 y ca­da 18' como se puede ver el croquis de diseño.

8.- La malla cuadrada también.tiene la finalidad de di rigir la salida del disparo orientandolo en la di­rección Oeste y tratando de evitar que caiga al. 1� do Sur que es el límite con otros niveles más in­feriores.

Esta orie�táción se puede ver en el plano de conec cienes.

9.- En este diseño se ha escojido como cara libre la que está formado por el disp?-ro anterior y la fila · de taladros se ha colocado a 8."5 mt. de la Última fila de taladros del disparo anterior.

Al lado Norte del proyecto..., limita con el talud, se ha promediado los taladros como se puede veren el dist;!ñO.

·También se puede ver que en la unión de las dos m�• llas se ha promediado algunos puntos. (puntos fijqs

promediados) y así como las zonas para cada broca.

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/

- 66· -

CROQUIS DEL- AREA DEL DISPARO N º 263 ( 5F- 7 6 6 )

ZONA POR DISPARAR

.AREA PARÁ EL DISPARO NSlZ�

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� 8·5•t-

,

,.

- 6.7 -

DISE�O DE UNA MALLA PARA DOS BROCAS D t FERENTESBERMA ( o 28 ,nt.del T&E lhnpio)

19.l19

POR LA CRESTA CA DA 18 CON f 7/1 , DISPAR O N º 263

MINA 5F- 766 � A 'TE flH�L MALLA.S s. P.'r-ACOEXPLOSIVO

R,S. 19x24

6' 19

°

FPO-oo

19"xl9 ••• 1e'

NITRATO DE AMONIO ALEMAN BROCAS r/7/8 9" F.P. .786 . 824 Esc.1:5 00 24- 4-7 7 Juan Af'anlbar L.

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�. -----�------�-· ., PLANO

- 58 -

PARA MARCADO DE PUNTOS ,EN EL TERRe-NC>

BERMA la 28mt. del TOE-

.¡.

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POR LA CRESTA CADA l81

CON 97/8

g11e!BS2 fllº

�i:i� MINA 5F•766

MATERIAL RS

MALLA 19xl9- 19 X 24

S.P. 6 6

TACO 18 19

o BROCA 9'' 97� Eac: 1:500 23-4- 7

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- 69 -

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO Y CONECCIONES

...

r s

o�

QISPARO N°263 MINA 5F- 766 PLANO DE C ONECCIOJEé RETARDOS D E 25 ,., -=�

EJECUCION 21 - 5 - 7 7

ESC•tA 1�500

o ...

19 5- 7 J••• Aronlbor.J.

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- 70

10.- Este plano así diseñado es entregado a la sección de Planeamiento y con el, en la sección Topografía se elabora el plano para marcado de puntos en elte

·rreno y en el cual se puede ver que cada punto ti�ne su número, así como todas las otras indicacio­nes de diseño y también las bases que serviran pa-ra iniciar el marcado de puntos.

11.- Finalmente tenemos el plano de la ubicación que o­cupa cada taladro en el terreno y como se podrá ver tiene algunas variantes tales como los taladros de la cresta que nos dan la forma .real del terreno .y la variación en la numeración.tales como el 34, t� da la·columna del 191 y la cresta misma del lado

Saz,.

12.- En este plano se ha hecho el diseño de las conec-ciones y como se podrá ver en la málla alterna el amarre es en paralelo y en la malla cuadr�da es en diagonal y también el uso de retardos de 25 ms. en tre fila y fila.

D · ., d 1 o· ' a1 escr1pc1on e · _isparo No. • - Disparo Esteril

Hecho en Roca i":

y Mineral Com-

En este disparo al. igual que todos los disparos se gue los _pasos descritos .anteriormente:

SJ.-

1. - El material por dis¡:,arar en este caso es de dos clases, una zona de mineral transicional�hematita� · y

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- 71 -

otra de encapado de roca (hornfels).

2.- La Geología como se puede ver es de dos tipos de m� terial y también se aprecia el contacto de ellos;� mo en todos los casos es_tá geología es determinada por la sección de geología.

3. - La perforación se va a llevar a cabo con un só.lo diámetro, broca de 9".

4.- De la sección de topografía se tiene la ubicación y junto a ella todos los datos topográficos del terr� no y la ubicación de los taladro� de los disparos vecinos.

5.- En este disparo se· tiene una. zona que es u�a terra-. za ya que está delimitada por tres lados Sur, Oeste y Norte.

Zonas ya disparadas .y acarreadas, luego se tiene �s crestas ya formadas que- seran utilizadas para dise­ñar el disparo.

6.- Este disparo se va a llevar a cabo con un ANFO for-mado por nitrato de amonio APC de origen Francés. Conocido lbs datos geoló'gicos, el tipo de broca diámetro del taladro y los datos topográficos, de a éuerdo a la zona tenemos que usar dos mallas una p� ra el mineral de 12 x 18 y una malla de 17 x 21 pa­ra el encapado de roca, y junto a ellas todos los

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- 72

estandares de voladura indicados en el croquis de diseño.,

7. - E·n est"e diseño se tiene que la cara libre escoj ida · ·es el lado Oeste y como es una cresta ya formada se tiene que la primera fila.está ubicada a 2.5 mts. que es lo máximo que puede · acercarse la perfor'adora, esto mismo sucede al lado Sur y no así ·al lado Norte que se tiene una rampa que se debe conservar y se1D-; ma como referencia la última fila de taladros y en ese lado se reajustará· en el terreno-de acuerdo a las circun�tancias.

8.- Se puede ,ver también el reajuste hecho en el conta�to de los dos materiales que es también el contacto de las dos mallas también se puede ver que las dos mallas son.alternas y que-la última fila (lado Este)

. . --es comun para· 1·as dos mallas, esto es - con el objeto

de tener en el siguiente disparo una sola cara li­bre.

9.- Al igual que en los casos anteriores tenemos a con­�inu�ci6n el plano para el marcado de de puntos en el terreno, donde estan numerados todos los taladros y la ub�cación de las bases para el marcado.

10.- Finalmente tenemos el plano de ubicación que ocupa cada �aladro en el terreno y se podrá ver que al 1� do. Sur han sido agregados un buen número de taladros y esto debido a que-la cresta levantada no está de

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- 73 -

acuerdo al terreno, lo mis�o al lado Norte se pue-

de ver algunos reajustes, el taladro 47A y en donde

tienen un alineamiento que no lo tienen el plano de

diseño.

11.- En este plano se ha hecho un diseño de las coneccio

nes y como se podrá ver toda es en paralelo y con

algunas filas que terminan en la parte central y que

son justamente de la malla más reducida o de mine-

ral. Los retardos utilizados- son de 17 ms. y algu-­

nos ·de g·ms. entre fila y fila.

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- 7ij -

CROQUIS DEL AREA DEL DISPARO N º81 ( 41:- 68 9)

.,_ _____ -osN�

701-

AREA DEL DISPARO N,9,.8I

CARA LIBRE lSALIOA DEL Dl!lPARO)

6 89

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- 75 -

-DISE;N_O -DE 00.S MALLAS PARA UN MISMO PROYECTO

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zon.a de mlaeral lTO)

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cantac\O zona dedeamonte

PRO}EC TO -N ° 81

MlNA 4� . .. 619

MATEfUAL TO RS

MALLA 12al8 17x21 S.P. 5 e

TACO 10 17

EXPLOSIVO ANFO FP0-00 NA. APC

BR OCAS ••• ...

F.R .955 •Sl8

ESCALA 1:500

a-s-TT· Juan Ar-anlbar L

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- 71

PLANO PARA MARCADO DE PUNTID S EN EL TERRE',N-4

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BASES COLOCADAS P OR TOPOGR.FIA PARA EL MA RCAD.O DE PUNTOS EN EL TEJIIRENO

PROYECTO N ºBI

MINA N º4S· 689

MATERIAL TO RS

MALLA

S,P.

T"CO

N.A. APC

12 a l8 l'h21

5 6

10 17

EXPLOSIV. FPO-IOG FP0-00

BROCA 9" Eac.� SO O 6·S.:r7 ' Juan Aran(Dar. L.

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- 11

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO Y CONECCION�

'IC.JI

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7¡----­.. o

DISPAR O..Nº 8.1

MINA 47 - 689

PLANO DE CONECCIONES

RE TA R ::>o� OE 17 rn.s.=X

EJECU CIO N 16 - 5- 77 HORA 12 P.M.

15-5-77 ESCALA 1 -500 Juon Aranibor L.

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- 78 -

C A P I T U L O V

COMPARACION DE METODOS

FORMA DE DISERAR .LA VOLADURA MEDIANTE LOS METODOS SUECOS

·Este método se basa en fórmulas empíricas las mismas que. estan ba�adas en principios teóricos y experimentos prácti cos. Sin embargo se hace notar que debido a las varias ca­l.idades de la roca, puede ser nec�sario modificar los re­sultados calculado� durante la voladura •

. MOMENCLATURA:

d = Diámetro de l�.broca (mm) k = Altura de banco (mt) H = Profundidad de taladro (mt) V max. = Máxima distancia de menor resistencia (mt)

·V = Práctica distancia de menor resistencia (mt)E = Espa�iámiento de taladros (mt)U = Sobre p�rforación (mt)lb hb qb

- Concentración de ca�ga de fondo= Altura de carga de fondo (mt) = Peso de la carga de fondo (kg)

(Kg/mt)·

= Concentración de la carga de columna (Kg/mt) = Altura de la carga de la columna (mt)

lp· hp

Qp =

Q

Peso de la carga de columna (Kg) = Carga total �Kg/taladro) ·

h = Altura de 1� parte no cargada del taladro (mt)

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q

· g

=

--

- 79 -

Carga específica (Kg/sólido Cu.m) Perforación_ específica (metros perfor_ados/sólido Cu.m)

Cálqulo del TRAZO DE PERFORACION:

A - Máxima Distancia de Menor Resistencia en el Fondo del Taladro

Vmax. Es determinado po�:

.a) piámetro del taladro en el fondo del agujero (d) b) Peso-fuerza del explosivo usado como carga de fondo (S)c) Grado de comparación de este explosivo (P)d), Factor de· roca (C)e) Fijación del taladro (f)f) Relación t�/V)

Con el objeto de reducir algunas variables se ha conve� tido ·en práctico�!adaptar los · cálculos a las siguientes condiciones: c .. ,·· .. -,1..:. _;:!. -.": ... ··.:.

1. - DYNAMEX B Explosivo ( S =·1. O) .

(Peso-fuerza correspondiente al 78% de la gelatina de '10ladura)

2. _: Carga d.e fondo cuidadosamente compactada dentro del t�l�dro • ( P = 1. 2 5 Kg / dm3 ) •

3.- Para aflojar la ro�a 0.4 Kg DYNAMEX B/cu. metros son requeridos) (e = 0.4 Kg/cu mt).

4.- Inclinación del.taladro 3:1 (-f = 1.0)

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- 80 -

5.- E/V = 1.25

6.- K = 2 V max.

En estas condiciones �btenemos:

Vmax = l¡.Sd 1,000

· (mt)

B - SOBRE PERFORACION:

U = 0.3 V max. Cmt)

. - C - PROFUNDIDAD DEL TALADRO:

Con el fin de obtener un· ángulo de rotura más fa�orable

los taladros deben estar inclinados en relación al pla­

no vertical. -A una inclinación 3: 1 la profundidad del

taladro es:

H = 1 • O 5 ( K + U) ( mt)

A otras inclinaciones, el modo más general de la f6rmu­

la usadQ:·.é-s:

H = K (KTU) (mt)

.D - PRACTICA DISTANCIA DE MENOR RESISTENCIA (V)

Con ·el -fin de no sobrepasar la máxima distancia ·de me­

nor resistencia debido_ a los errores de la perforaci6n •

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81

Error en el collar 3d - Error en el alineamiento 0.03 mt/metro perfora­

do 3%.

Se cálcula-la práctica distancia de menor resistencia:

V =·vmax. - 3d-0.03 H (mt)

E .. - ESPACIAMIENTO DEL TALADRO (E)

E·- 1.2S V (mt)

Manteniendo todos los parámetros cuando se vería esta relación se obtiene.los siguientes resultados:

E/V 71. 25: �ragmentación más fina E/V _(:·-1. 25: fragmentación más gruesa

F - PERFORACION ESPECIFICA (g)

g = nH metros perforados/sólido Cu.m KVBK

A una inclinación del taladro de 3:1, K es equivalente 1.05.

CALCULO DE CARGAS:

1.- . .Carga de Fondo.-

Para DYNAMEX B·. con un, Lgrado de compactación de 1. 2 5

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- 82 -

Kg/dm3 , la concentración de carga en Kg/m es obteni

da de la fórmula simplificada.

lb = ": ¡.Jd2 ·- .J (Kg/mt) 1000

2.- Altura de la Carga de Fondo.-

3.-

4. -

5.-

hb = 1. 3

Cálculo· del Taco.-

ho = V

Carga de Columna.-

·Pp = 40-50%

Altura de la Carga de

hp = h -(hb .+ ho)

la

Vmax (mt)

de lb kg/mt

Columna.-

hp = h - (hb ó h) mt

.6.- Carga Total de Taladro (Q)

Es igua- a la carga de.columna Qp·más la carga de

fondo ( qb)

Q = Qp + Qb kg

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83

DESV_t.ACIONES DE LAS CONDICIONES:

1.- Factor de Roca· (C) de otro que no sea 4Kg/mt2

Este factor varía entre:

0.2 - para roca muy fácilmente volada 1.2 - para roca difícilmente volada

V max = 45d � o. 4 1000 . c

mt.

2 • ..; Grado de. Compactación "P"' de otro que no sea 1.25

• kg/dm3

V max = 4 5d J -P 1000 �1.25

mt

Lb = d 2 x· ,. P· :· Kg/mt. 1.000 ·as

3.� Otro Explosivo aparte de DYNAMEX B

Cuando se usa DYNAMEX B ( s: 1.0)

V max =

lb =

45d '�1000 .. ll.25

mt

X .....,..P�-=- kg / mt

1.25

4.- Ot:Iia Inclinación de Taladt,o Aparte de 3:1

V max = 45d � 1 1000 --=-r-

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- 84 -

FORMA DE DISEílAR LA VOLADURA ACTUALMENTE EN HIERRO PERU:

Como ya�1hemos visto el método para .diseñar la voladura en Hierro Perú tiene también fórmulas teorice prácticos basadas también en la experiencia y adaptadas a las ca­racterísticas de cada yacimiento. Así tenemos haciendo un resumen de los principales parámetros.

1.- Cálculo del radio de Carga (Línea de Menor Resistencia).

Está dada por :

•K� = 12B/De

B = De K8 pies 12

B = Burden ó línea de menor resistencia en pies.

De= Diámetro del explo­sivo en:

KB = Constante.

2.- Relqci6n de la Profundidad del Taladro (K8) Altu�a del Taladro:

KH = H/B H = BKH pies

3.- Relación de la Sobre

Ks/p = s/p/B (pies s/p = BKs/p pies

H = Alturadel taladro K":ft = Constante

Perforación: Ks/p

s/p = Sobre perforación Ks/p = Constante

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85

4.- Relación del_ Atacado (Cálc�lo del Taco)

Kt= T/B pies

T - BKt pies

5.- Relación del Espaciamiento

Ks = s/B •

t = Taco

s = separaci6n de tala­dro

Todas estas fórmulas se han asumido para valores pro­medios o bajo las siguientes condiciones:

·a. Densidad de roca = 2.7 gr/cm3_ Valor Promedio

b. Densidad. de-explosivo = 1.3 gr/ce Valor Promedio

c. Velocidad de detonación = 12,000 pies/seg. Valor Promedio

y para·estos valores las constantes tienen estos valo­res:

Re¡>resenta: A

Línea de menos tencia

resis-·

Altura del taladro Sobre perforación Altura del taco Espaciamiento

Cons-tante

Ks

K'B Ks/p

K'' tKs

Valor Varía Promedio Entre

30 20 y 40

2.6 1.5 y 4.0

0.25 0.2 y 0.3

0.7 0.6 y 1

1.5 1. 2 ,y 1.8

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- 86

Cuando varían estos valores se hacen lo·s siguientes a­justes:

Desviaciones de las Condiciones Promedio

1.- Con otro explosivo de diferente velocidad y diferente densidad:

Se compara las energías de cada explosivo y se tie ne:

Kg2 = Kft1 (RE2) 1/3

(RE1) 1/3

K132 = 1"B1 SG2 X ( Ve 'ifl.

SG1 X (Ve"Ji

2.- Con otra densidad de roca:

= K;B1 dr1 1/3 dr2

3.- Profundidad mínima y máxima de un taladro:

1/3

Ka1 = Constante pr� nedio

= Energía del explosivo pro dio

-

RE2.= Energía del o tro explosivo

Ki32

SG

Ve·

=

=

=

Nueva constan te Gravedad espe cífica

-

Velocidad de detonación

dr1· = Densidad deroca promedio

dr2 = Densidad de la otra roca

En función de la propagación de la onda de detona

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- 87 -

ción en la roca y la velocidad del explosivo • ..

Hmin = Kv [ca2 + J2 ) 1/2 �+T

·Hmax = 2Kv (B2 +. J2 ) 11 2 + T

Comparación de ambos métodos:

Tomamos como ejemplo el disparo No. ·118:

Broca a usar: eJ 9" = 228. 6 mm. Roca Hornfels densidad= 2.68 gr/ce. Factor de roca 0.5 Kg/m2 esti�ado Grado de compactación P = 26.4 lb/pié long= 0.9588g�/cc. Peso fuerza = 0.55 % = 0.70 = S Velocidad de detonación= 3,600 mts/seg. = 11,808 pies/seg. Densidad del _explosivo O. 85 __ gr/ce.

Cálculo ui:;ando el método sueco:

Distancia de menor resistencia.-

Vmax = 45d P.s 1000

Jo.4 . e

X� 1.25

Vmax = 45 X 228.6 X M. 0.5

X fo. 9588 X

1.25 70

Vmax = 10.287 x 0.89 x .7327 = 6.70 mt = 22 pies

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- 88 -

Cálculo usando el método Americano

Distancia· de menor resistencia.-

K132 = K\1 GG2 (Ve2)

JSG1 (V�2

1/3

X Gdr1' J

1/3

(dr2)

KJ2 = X

K1:n 30 .. r- 653 X

Ks2 = 30 (0.653 X

· Ka2 = 30 X • 8582

(11,808) � 1/3(:12-1000)2 X

1

1394 28 8,Gfil14400000

[2. sn1/3 2.70

0.9682) 1 13X (0.992) 1/3

X • 997 = 25.67

Kft2 = 128 B = 25.67 X 9 = 19.2 . ·, pies de 12

Cálculo de los demás parámetros

. METODO SUECO METODO AMERICANO

. Sobr'e Perforaci6n

U= 0.'3 Vmax = 0.3 X 22 = 6.6 piés · U = 7. O piés

S/P = 0.3 x 8

0.3 x 19.2 = 5.76 pies

S/P = 6 piés

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METODO SUECQ METODO· AMERICANO

Profundidad del Taladro

H = 1.05 CK + U)

H = 1.05 (12 + 20)

H = 1.05 (14) = 14.7 mt.

48.216 ' ., pies

H = 48 . .,pies

Espaciamiento

E = 1. 25 V•-

A) Cálculo de V (Práct.dist. de menor résistencia. >-

V = Vmax ..,. 3d -10.03 H

V = 6.70

- V = 6. 70

V = 6. 7-0

0.2286 X 3

0.03x12)

.6858-:-0.36

1. 04 58

V = 18. 545 piés ·

E·= 1.25 x V

1.25 X 5.1542 ::: 6.44275

21.1322 piés

5.6542 mt.

H

H

H

H

= 2.6 X B

= 2.6 X 19.2

49.92 .,= pies

. .,= 50 pies

Ks = S/B

s = KsxB

S = 1.25 X 19.2

S - 23.75

S = 24 piés

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ho =

ho =

Jlo =

- 90 -

Cálculo del

V

18.545 .,, pies

19 . ,, pies

Taco

Kt = T/b

T = Kt x B

Kt = 1 (roca para can-chas)

T = B = 19.2 T = 19 . ,,pi.es

De todo este proceso.de cálculo, para los.principales

parámetros para voladura de un mismo disparo, podemos concluir lo siguiente:

CONCLUSIONES.-

1.- Los dos métodos parten teniendo como premisa un análi­sis teó�ico práctico comprobado con resultados experi­mentales

2.·- Los ·dós ·métodos basan su cálculo en la determi,naciónde la línea de menor resistencia a partir del cual se determina los demás parámetros de voladura.

3.- Los resultados obtenidos son similares con algunas a­pli,caciones 'más apropiadas en algunos casos para un mé todo y en otras para el otro.

4.- Las principales diferencia y que hacen que un �étodo

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sea más aplicativo que el otro son:

a) Método· Sueco.-

1. - Usa;,en· su cálculo el factor de roca, valor est�'l

¡ que es ca culado esperimentalmente y nos repr� senta la cantidad de Kg de roca por metro cúbi­co-de roca para ser volado. Este cálculo no es fácil obtenerlo en la vida práctica y no siem­pre su valor es representativo ya que de acuer-

. do a la Mecánica de Rocas·, el comportamiento de las rocas varía muchas veces sustencialmente de un metro a otro siendo muchas veces la misma ro ca.

Se debe hacer notar que este factor se ha esti­mado en 0.4 Kg/mt3 para todo tipo de roca y los resultados obtenidos han sido aceptables y de­jándose a criterio del diseñador los ajustes CEl. caso en función a cuanto c"onocimiento se tenga sobre la roca.

2.-·También tenemos que su cálculo está basado el grado de compactación del explosivo.

en

Este factor no es fácilmente llevado a cabo en . la minería dond_e se tiene qu_e cargar una gran cantidad de taladros y si.no. se tiene el equipo a­propiado, aparte de las limitaciones de que al­gun..-os explosivos como el ANFO, tienen una l!-

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mite de_ compactación para poder detonar eficaz­mente.

3.- Usa dos cargas una de fondo y otra de columna lo que hace muchas veces más dificultosa y des­de luego más costosa la voladura.

4.- La altura de los taladros son una función de la altura de_panco, no teniendo un mínimo y ni un máximo-, - cosa que si tiene el Método Americano.

B) MétOdo Americano:

1. - · La carga es c4J.,cula�a_. '.toda· como c�rga '.de columnay no se determina carga de fondo.

Comparando ambos métodos podemos concluir:

1.- El mitodo Americano es más práctico, ya que sus pá rametros de cál�ulo son más fáciles de obtener y son más representat_:i.vos.

2.- El carguío es mucho más fácil· con el Método America no que coh el Método Sueco ya que usa un sólo tipo de cárga�de fondo para el criterio del diseñador y condiciones de cada Voladura.

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C A.PI T UL O VI

I. EVALUACION DE LOS RESULTADOS DE LA VOLADURA:

Para determinar los·resultados de la voladura es nece-sci�io evaluar· .ios ·Ldisparos ya que esto nos servirá pa-ra determinar si han sido buenos o malos y que paráme­tros debemos corregir, siguiendo cualquier método.

La forma de evaluar un dispar9 es diversa y se podría

decir que es propia de cada persona, esto debido a que no hay parámetros ni normas establecidas, pués para c� da mina y según la finalidad con la que se haya hecho este, se· esperará un resultado y se puede afirmar que 1os resul tadoi:;; 9btenidos en una voladura pueden ser hle nos para un caso y malos para otro.

Como se puede apreciar los resultados de la voladura son funci6n -dir.ecta del objetivo para el cual se ha he cho esta. Sin embargo para el caso de minería superfi­cial, SE[! puede·tener como normas las siguientes:

1.- Normas a seguir:

a) Condiciones previas al disparo.b) Mecánica. de la . ·r.otura y fragmentación de la ro

.ca.

c) Proyección del material disparado.d) Ca�idad del piso obteniqo.

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e·) Acarreo del material disparado (dificultades p� sentadas en el acarreado •.

f) ·Perforación secundaria requerida.g) Equipo auxiliar usado para el acarreo del mate­

rial.h) Costo de voladura.

1-a. Condiciories Previas al Disparo:

Todas las condiciones, en las que se va a llevar a cabo una voladura, se deben· tener en cuenta p�­ra ·su,evalua�ión j así,te:hemos que se· debe consi-

. derar: a) La condición del piso delante del disparo.b) La condición de la cara libre.c) La ubicación de los taladros de la prim�

·ra fila.

Condiciones-del Piso delante del Disparo�-

El piso delante del disparo debe estar e.n ·lá·:misma cota a la que se va llevar a cabo la voladura y si esta no se encuentra, será necesario conseguir lo ya sea con v9ladura. secundaria ú otro medio y si esto no se realiza, este será un factor desfa

·vorable que habrá que tenerlo muy en cuenta al ev�luar el resultado de la voladura.

Condici6n de la Cara Libre.-

La cara libre debe estar como su nombre lo indi-

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ca, libre, pero a veces esto no es posible porque el material roto del disparo anterior o por cual-­quier otro motivo puede estar con materiai, siendo esto una c0,ndición desfavorable •

También será necesario considerar e:L ángulo de bu­zamiento de la cara libre ya que esto nos determi­na la distancia de la línea de menor resistenciade la primera fila de taladros.

Otro factor que debemos de tener en cuenta en laca ra libre, es el estado en, que se encuentra esta, )8.

sea dañada por la voladura anterior o por las es­tructuras -del material ya que a veces se tormanbl..� ques de rocas que durante la voladura sólo se van a desplazar sin fragmentarse.

Ubicación de los Taladros de la Primera fila.-

· La ubicación de estos taladros es muy importante)a.que mu��o va a depender el éxito de 1� voladura deestos tal�dros, así.tenemos que si estos tienenllllJéllínea de menor resistencia pequeña,el lanzamientodel.material.será fuerte y si por el contrario es­ta línea es grande no se ha generado una buena sa­lida produciendose pisos irregulares y lanzéUilientode piedras fugitivos.

Pára $U evaluación se les considera según su ubica. , cion como:

Taladros en crestas Taladros pelados Taladros normales

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Taladros en cresta:

Son ,aquellos que coinciden con la cresta siendo su -línea de menor resistencia en la parte supe-

.. .

rior igual a cero.

Taladros pelados:

Se les considera así desde cuando .se les comienza a·;:.exttraer el taco y atraviezan la cara libre.

Taladro·s normales:

Son los que en la parte superior su.línea de -me­nor resistencia está entre 1�80 ltlts·-,a 2. 50 mts.

Otros factores previos que se tiene que tener en cuenta p�ra la �valuación de la voladura, es la _conexiqn y la· orientación de la salida, porque c� mo hemos visto si se tiene una salida con un fren

. -

te· amplio . que puede ser dad·a por · una . conexión · en paralelo su resultado será diferente al obtenido en un frente cerrado que pu�de ser generado por una conexión en malla cuadrada o·en una combina­ción de estas,_así también la orientación de la voladura, es importante ya que si hacemos salir

. . ;,, o-propiciamos la rotura de la roca en la d1recc1onde las estructuras esta será diferente a una salida perpendicular a estas.

-Se debe notar también que la relación entre el. largo y el ancho es imp�rtante ya que un disparo de

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pocas filas da%'á un resultado difer�nte a un dis­pélX'O de muchas filas.

1�b. Mecanica de Rotura y Fragmentación de las Rocas

La mecánica de la rotura de las rocas por efecto de detQnación, como es conocido se produce por e­fecto de la onda de shock y la expansión de los gases generados en· la detonación. Para efectos de la evaluación de los �esultados de la voladura,� vos a tener en cuenta simplemente la fragmenta­ción obtenida� �eniendo en cuenta el objetivo pe�seguido, esto es si por ejemplo tenemos una vola-

dura en roca y esta va a ser acarreada y deposit� da en canchas, o botadas en cualquie� otro sitio. Se _requ�rirá una fragmentación.que cumpla con ese fín, pero si. tenemos por ejemplo una voladura en

I

mineral el que debe ser llevado a la planta de c�ancado su fragmentación será diferente, como� bas seran diferentes con una voladura pélX'a carre-

.

teras o para un canal, luego la fragmentación ob-tenida es muy importante e indispensable tenerla en éuenta en una evaluación de los resultados de la voladura.

1-c. Proyección del Material Disparado.-

La proyección del material disparado es un factor . también muy importante para la evaluación de . un

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disparo, así tenemos que si el material se despl!_ za una distancia �uy grande ser� mayor el uso de

_equipo auxiliar para apilar ei material, así como también será mayor el ·tiempo necesario para reabi litar la zona.

Se debe tener en cuenta también que_ junto. con el material despaazado habrá una zona mayor en la cual se desplazaran las piedras de mayor di�ertsión y una mucho mayor en la cual se desplazarán pedr� nes· qhicos q�e es quien dará hasta donde se debe alej,ar los· equipos de t�abajo (palas, perforadcra.s y algún otro equipo pesado) •

Dentro de la proyección del material se deben te­ner en .cuenta todas las direcciones ya sea tanto delante del dis�aro como detrás·o lateralmente ya que todo influirá en el costo del disparo.

1-d. Calidad del Piso Obtenido.-

La calidad del piso obtenido se debe tener tam­bién �n cuenta para la evaluación deiun disparo por la razón-de que sobre este,piso se deben des­plazar los camiones con el material'acarreado y si este piso presenta irregularidades. estos ca­miones sufriran dafios en sus estructuras y si es­tos pisos son demasiados irregulares será necesa­rio corregirse para que pueda desplazarse el e­quipo de acarreo, lo que originará parar ese sec­tor· para efectuar voladuras secundarias trayendo

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como consecuencia tener que alejar los equipos y todos los demás problemas .. que se generan de una�ladura por estas razones se debe tener en cuenta la calidad del piso obtenido •.

1-e. Acarreo del Material Disparado.(Dificultades pDesentadas)

Durante el acarreo del material disparado se apr� cia la regularidad de la fragmentación así como también la calidad del piso, la aparición de pe­drones las veces quen han sido necesarios hacer disparos secundarios, la formación de pisos altos y la cara libre para el nuevo dispara, el · talud si este límita eón bermas etc. Algunos resultados estosuque nos·serviran para calificar la calidad del disparo.

1-f. Perforación Secundaria Requerida.-

Como hemos visto durante el acarreo, así como t� bién ·de acueI'do a la calidad del piso _obtenido, es __ necesario muchas veces hacer voladuras rias.

secunda-

Estas voladuras secundarias que se llevan a cabo pu�den ser con el mismo equipo que se hace la perforación primaria o puede ser con algún equipo auxiliar de perforadm�as poI'tátiles, esto de c:D.er do a las irregularidades (pisos, pedrones etc.) que se desea corregir •

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100

De 'a.cuerdo al equipo y la cuantificación �e ésta voladura requerida se puede y se debe hacer la e­va�uación del disparo.

1�g. Equipo Auxiliar Usado para el Acarreo del Material:

Como hemos visto durante el acarreo se llevan a cabo voladuras secundarias debido a la presencia de podrones (piedras grandes) pisos elevados para que es·to se realice, aparte del equipo de perfor!_ ción secllridaria será necesario también hacer uso de tractores y motoniveladoras, fundamentalmente para ir separando los pedrones y las palas puedan cargar el materi�l, así ·como_también hemos ·visto debido a la proyección del material es necesario apilarlo y habilitar las · zonas limpiando este ma- , terial, motivo por el cual se tiene que usar ya sea en algunos casos tractores de oruga y/o trac­tores de llantas.

La cantidad de equipo auxiliar también nos sirve p�ra evaluar la calidad del disparo.

1-h. Costos de.Voladura.-

Para calcul� el costo de una voladura se deben referir a los gastos totales llevados a cabo en la perforaci6n y los de los explosivos.

E� estos gastos totales estan incluidos los gastos fijos, variable asignados, directos, indirectos

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101

o cualquier otro tipo de gasto en el que se incu-rra.

Definiremos algunos de los principales gastos que van a ser utilizados en el cálculo de los costos de la voladura.

h-1. Costos Directos:

Estos so.n los que se pueden identificar directa--mente -en un_ proceso, producto, trabajo o cual­quier situación de la ,actividad, Ejemplo, mate­ria prima, mano de obra etc.

h-2. ,Costos Indirectos:

Son aq�elos que no se pueden atribuir a ciertas sec.ciones del negocio , ejemplo: M�n.tenimiento del edific_io donde se hace el �abajo, gastos genera­les asignados de fabricación, servicios adminis-

·trativo..

'

h-3. Costos Fijos:

Son los que tienden a variar con el tiempo perono así dentro de un mismo producto.

h-4. ,Costos Fijos .de Operación:

Son aquelios �n los que se incurre decididamente para la operación de las instalaciones de la em­presa, ejemplo: Seguros, campamentos, supervision •

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h-5. Costos Fijos Programados:

Son los que no tienen relación, ni con la instal� c�iól'.'l de la empresa, ni·:-,s'-1:. op�aoi6n ,·.' ejempl.o, ·,ga-a

·tos:-:cie:· inveat·i:gación, publicidad.

h-6. Costos Variables:·

Son los que tienden a variar ó cambian ya sea au-mentando o disminuyendo en su total de acuerdo. a los cambios en. los niveles de actividad, ejemplo: Materia prima, mano-de obra directa.

1-i. CoStQs de la Perfox,ación y de los Explosivos:

Los costos. de la perforación y de los explosivos suma dos ambos, JJOS van a dar el costo de la voladura, así entonces calcularemos independientemente cada uno de e lios.

Se hace notar que existen otros métodos.

1-j. Cálculo del Costo de la Perforación:

En el costo de la perforación hay variables que afectan este costo y que no pueden ser controlables directamen te en la mina, como la depreciación, impuestos etc. El costo de la perforación vamos a dividirlo en dos tipos:

a) Costo de la perforadora o equipo.b) Costo de la broca.

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103

Se va a hace� un calculo aparte de la.broca por ser este un elemento �uy costoso en la minería superfi­cial y una vida promedio muy corto que hacen que su

.costo solo llegue a ser muy significativo en el .cos .to total.

j-1. Costos de Perforadot'as o Equipos:

Dentro de estos costos se tiene que considerar: · a) .Amortización y Depreciación.- La maquinaria

debe pagélI'se en un periodo de tiempo que u-sualmente corresponden·- a la vida de la quina ..

ma-

Los equipos de perforaqión se amortizan ge­neralmente de tres a ocho afios.

bf·Energía.- Costo del combustible o electrici dad, usado para mover -la máquina.

6) Mano de Obra.- TI'abajo diI'ecto para operarla máquina, .tales co�o perforis,ta y ayudante.

d) Reparación y Mantenimieii.to.- Costo de repa-. � . . . . racion y mantenimiento preventivo.

·e) Otros.- Un porcentaje de los costos de administración, apoyo,. tales como mecánica y sus instalaciones, bodegas, segu�os, impuestos.

1-2. Equipo Accesorio:

· ., a) Barrenos o Barras.- Costo de barrenos nue-

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- 101J -

vos, reparación y mantenimiento de barrenos

vie.jos y reemplazo de barrenos . gastados.,

b) Estabilización.-·costos de nuevos estabili­

zadores y reparación de los viejos.

c) Registradores.- Costo de compra e items a­

· sociados, tales como hojas de registro, tin

ta y servicio de man�enci6n.

��3. Costo de la Broca:

Este costo·está dado a travéz de:

Precio de la Broca

Costo broca/mt. = Total de metros perforados por la broca.

--�---------------------------------------------

Luego el costo total de peI'foración estará da-

do a tl'avéz de:

p Costo de la máquina por hora.

B - Costo de la broca.

T - Vida de la broca en horas

M Vida de la broca en metl'os

El costo de perforación por metl'o del equipo a

tl'avéz de la vida de la broca seI'á:

Costo perf./met. = Costo dél equipo/hr por vi vida de broca en hrs. Total de,mts. peI'forados por la bI'oca •

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.105

Luego el costo total/metI'o perforado pa?"a un ·

taladro seI'á:

Igual al costo del equipo/m�_. más el· costo de

- ·· la broca ·por mt. y para una serie de taladros

será:

Costo por metro = Costo del equipo/horas x vi­da de broca en hrs. Total de mts • perforados por +la broca.

Precio, de la broca Total de metros peI'forados por la broca

Lo que es igual:

c Costo de ·-a Cesto de

f ., peI' oracion

la broca en

en U Z S

u z $

.,pie

p Costo dei equipo de _perf oraci6n

en ·UZS por hora.

T - Viqa de la broca en horas. M·- Vida de la broca en metros

----------------------------------------------

C = B + (P x-T)

M

U Z S/mt. perforado�

-------------------------------------�--------

Haciendo un análisis de este resultado ppdemos

. ver que el costC? _ de perforación por metro de­pende también del grado o velocidad de penetra

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- 106

ción de la ·broca.

-------------------��-------------------------

MetI'os perforados po� la PenetI'ación (m/h) = broca--

-v_i ... d .... a_d,...e_l_a.....,,..b_r_o_c_a _e_ n_·.,,..h-o_r_a s.---------------------------�------------------

También se aprecia que está relación es inver­samente proporcional o sea mayor velocidad de penetI'ación menos costo de perforación.

E�ta relación nos,puede servir para seleccio-­nar el tipo de broca ó algún otro elemento de operación siguiendp este mismo proceso.

Vamos a apr_�ciar un ejemplo teórico lo más cercano posi­�le a la rea_lidad donde se puede apreciar estos cálculos.

Ejemplo:

�ntida� de brocas usa9,as: Precio broca ·vida broca Hr.

MetI'aje total mts.

Prueba "A"

Broca A

3

700 180

3,100

Prueba "B"

Broca B 3

800, 160

2,480 Costo equipo hr 3.2.SO 32.50

Prueba "A"· = 100 - ca2.so x 100> = 2.1129 3,1�0

Prueba ne•

Broca C 3

1,000 130

2,500 32.50

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- 107 -

Prueba "B" = a·oo (32.50 X 160) = 2.2315 2,980

�ueba "C" ::: 1;000 (32.50 X 130): 2.090 2,500

De donde podemos conclui:r;, el p:r;,ecio po:r;, metI"o·pe:r;,f� ·:r;,ado lomismo que con que b:r;,oca es más aconsejablet:r;,abaj ar.

1-k. Cálculo del costo de los Explosivos:

Al igual que en el costo de la pe:r;,fo�ación hay va-­:r;,iables que afectan a este costo y que no pueden ser cont:r;,olables di:r;,ectamente en la mina.

Este costo tambi,n pa:r;,a su cálculo lo.vamos a divi­di:r;, en. :

a) Costo del mezclado y ejecución del t:r;,abajo. del.

.

campo.b) Costo del explosivo consumido.

k-1. Costo del Mezclado y Ejecucióndel T:r;,abajo del Campo:

Dent:r;,o de estos costos se tiene que conside:r;,a:r;, también:

1. Amo:r;,tización y dep:r;,eciación del equipo usa­do pa:r;,a la p:r;,epa:r;,ación del explosivo, caso

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108 -

del ANFO.

2. Energía usada en el equipo para preparar lamezcla.

3. Mano de obra,-trabajo directo para operarel equipo usado para preparar la mezcla y el carguío de los taladros, amarre de las conecciones y todos los trabajos para lle­var a cabo la voladura.

4. Reparación y m�ntenimiento.- Costo de. repa­ración y mantenimiento preventivo del equi­po usado.

5. Otros.- un porcentaje de los costos de ad­ministración, apoyo, instalaciones, polvo­rine�, bodegas etc.

6. Costos de costo demo hojas

accesorios auxiliq.res.­compra e· items asociados de registro etc.

Como, el tales co-

. k-2. Costo del.Explosivo Consumido:

Este es el costo principal y para cálcularlo se tiene que tener en cuenta los parámetros de vo ladura usados, como son:

a) Mallab) Tacoc) Soblte pe�foración

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- 109

d)· Explosivo (tipo)

e) Densidad de roca

f) Densidad de carga

g) Diámetz,o de taladz,o

h) Altura de taladz,o

i) Altuz,a de caz,ga

j) Libz,as de explosivos/taladro

k) Toneladas rotas por taladro

1) Factor de potencia

De acuerdo a nuestro cálculo de voladura tene­

mos como datos conocidos a:

La malla

El taco

La sobreperforación

El explosivo

- La densidad de roca

- La densidad de carga

El diámetro de taladz,o

- La altura del taladz,o

Con estos datos podemos cálcular:

Altura de Carga:

Es la cantidad del taladz,o cargado, que es i­

gual a la altura del taladz,o menos altura del

taco.

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- 110

Libras.de Explosivo por Taladro

La Cantidad de explosivo que entra en cada �a­ladro es igual a la alt\u'a de carga por la den sidad de cax-ga.

Toneladas Rotas por Taldro:

La cantidad de toneladas que rompe cada tala� dro es igual al volumen de roca rota, por la

-densidad de la roca.·

Factor de Potencia:

Es la cantidad de explosivo consumido para rom per una tonelada de material y se obtiene al dividir las libras de explosivos por taladro

. . .

�ntre las toneladas rotas por taladro.

Ejemplo:

Ahora vamos a tomar como ejemplo también el disparo No. 118, para lo cual previamente va­mos a hacer el�c1lculo del mezclado del ANF0 con 00%; 10% y 13% de aluminio por ser las mez clas más ·usa�as par� el caso de las minas de Hierro Perú.

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111=='-

INGREDIENTES UTILIZADO_S En la Prepaz,aeiándel ANFO

Nitrato de Amonio

Pe:tr6leo

Aluminio

TIPO. DE EXPLOSIVO FPO-OO FPO-10G FPO-13G

.94%

6%

0%

86%

. 4%

10%

83%

4%

13%

Si tomáramos para facilitar el cálculo 100 ,

libras de explosivos teniendo en cuenta que los precios de estos elementos son p�r peso; tendr1amos:

INGREDIENTES FPO-OO FPO-1OG FPO-13G

Nitrato de Amonio 94 lb. 86 lb. 83

Pétr6leo 6 lb. 4 lb. 4

· Aluminio o lb. 20 lb. 313

Total 100 lb. 100 lb. 100

Si fuese: . de la libra de ni�to. a = precio b = precio de la ·libra de petr6leo.

·c - Precio de la libra de aluminio.-

d· = Costo del mezclado.

Entonces el·costo del ANFO por libra será:

�osto de .una lb. de ANFO =

lb.

lb.

lb.

lb.

( % N.A) a + ( % petr6leo)b + ( % aluminio) C + d 100

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- 112

Ejemplo:

DISPARO No. 118

Malla = 18 x 24

Taao = 19

Sobre perfo�aci6n =

Explosivo FP0-00

Densidad de roca · -

nensidad de carga =

Diámetro del taladro

Altura del Ta:J_adro

Altura de carga

6

2.7 gr/ce.

26.4 Lb/pié = 9"

= 46 1

= 27 pies Libras de-explosivo por taladro

(se va a hacer el cálculo)

Toneladas rotas por taladrp (se va a hacer- el cálculo)

Factor de potencia (se va a hacer el cálculo)

Altura de Carga:

Altura de

Libras de

Altura de talad�ó = 47 ., pies Taco = 19 píes

carga -46 19 = 27 .,

- pies

Explosivos por Taladro:

-

Densidad de carga = 26.4 Lb/pié

Altura de carga = 27 piés

· Libras de explosivo = 26.4 x 27 = 713 Lbs.

/

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� 113

Toneladas Rotas por-Taladro:

Volúmen roto

Malla = 18 X 24 pies = 5.487 X 7.317 =

= 40.154 m2_

Altura = 12 mt. V = 40.154 x 12 . 481 •. 856 m3

Densidad de la roca = 2.7 TM/m3

Toneladas rotas = 481.856 x 2.1 = 1,301.011 Tn�

Factor de Potencia:

FP = Libras de explosivo = 713 Lbs. Toneladas rotas 1301.011 Tn. =

0.548 Lb/Tn •

. -Al igual que para la perforación vamos a poner

precios teóricos de los explosivos.

Costo del ANFO:

Para 100 Lbs. de ANFO FP0-00

PRECIO/ COSTO LIBRAS DE LIBRA TOTAL DE

INGREDIENTES PRODUCTO · INGREDIENTE

Nitrato de . 94 0.1:100 10.34 amonio

.Aluminio o

Petróleo ,' 6 0.081 0.486

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- 114

· Costo de las 1 O O lbs. de ANFOCosto de mezclado para las 100 lbs.Costo total del producto

.Costo de una Libra = 0.11526

Precio por 1onelada Rota:

10.486

0.700

11.526

Precio = factor de pote:ncia x precio de. una libra + + precio �e accesorios.

Precio = O. 548. lb/TN x' 0.11526

= 0.0931

US$ + O. 030 =

El precio de los accesorios es el repa'l:'to proporcio­nal de los gastos hechos en:·

Mechas - Praimers o ayudas (Booster f, dinamita - cordón)- .Alambre- ConectoresEl costo total para el disparo-No. 118 será:

Costo de. la voladura = costo ,perforación + costo de explosivos pero el costo de perforación por tonelada se puede cálcular un taladro = 46 1

� 14 mt. promedio y un taladro rompe 1,301 TN.

Precio/TN = 14 x 2. 09 = o. 02249 US$ /TN L.301

Precio de voladura por Tn = 0.02249 + 0.09310 = = 0.11559

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- 115 -

e o N e L u s I o N E s

AL TERMINAR ESTE TRABAJO SE PUEDE CONCLUIR LO SIGUIENTE,

1,- COMO PRIMERA CONCLUSIÓN PODEMOS DECIR QUE EL M�TODO DESARROLLADO ES BUENO POR LAS SIGUIENTES RAZONES,

Al:· Es APLICATIVO, YA QUE SE PUEDE Y SE ESTÁ LLEVANDO A LA PRÁCTICA,,

B) Los RESULTADOS OBTENIDOS SON CONSIDERADOS BUENOS,TANTO DESDE LA PARTE T�CNICA DE LA VOLADURA COMOTAMBl�N ECONÓMICAMENTE, YA QUE PERMITE MEJORAR LADISTRIBUCIÓN DE TALADROS Y SU CONSECUENTE AHORRO DEtsTos.

2,- Es.UN MtTODO SENCILLO TANTO EN SU PROCESO DE CÁLCULO . · COMO EN su APLICACIÓN, LO QUE LE HACE UN M�T-oDO DINÁ­

MICO,

3,- Es UN M�TODO APLICABLE A CUALQUIER MINA A CIELO ABIER TO YA QUE COMO HEMOS VISTO ES SUFICIENTE LA INFORMA­CIÓN QUE SE TIENE EN TODA MINA, COMO SON LOS PLANOS GEOLÓGICOS, LOS LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS, CUALQUIER TIPO DE EXPLOSIVO LO MISMO QUE CUALQUIER EQUIPO DE PERFORACIÓN,

4,- OTRA VENTAJA QUE OFRECE ESTE M�TODO ES QUE EN SU CÁL­CULO NO SE USA LA CA�GA DE FONDO St NO, SÓLO LA CAR-

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--116,.-

GA DE COLUMNA TANTO PARA ROCAS BLANDAS COMO PARA ROCAS DURAS {MAGNETICASY CUARCITAS) SIN TENER PROBLEMAS EN EL CONTROL DEL PISO NI EN LA FRAGMENTACIÓN,

ESTO ES IMPORTANTE TANTO EN EL PROCESO DEL CALCULO CO-. MO EN EL CARGUfO DE TALADROS YA QUE PERMITE EL AHORRO

DE UN INICIADOR Y CORDON O MECHA EN EL CASO DE LOS A­GENTES EXPLOSIVOS Y CON�ELLO EL AHORRO DE TIEMPO LO QUE LO HACE UN MtTODO DINAMICO,

5,- ÜTRA VENTAJA QUE OFRECE ESTE MtTODO ES QUE EL DISERO DE LAS MALLAS DE PERFORACIÓN SIGUEN LOS TRADICIONALES DI SEAOS DI; __ MALLAS AL TERNAS Y MALLAS CUADRADAS LO QUE PERMITE EL FACIL DIBUJO DE SUS PLANOS, SU MATERIALIZA­CIÓN Y LOS REAJUSTES QUE SEAN NECESARIOS EN EL CAMPO,

6,- ÜTRA CONCLUSIÓN QUE SE PUEDE SACAR DE ESTE M�TODO ES LA IMPORTANCIA QUE SE LE DEBE DAR AL PLANO DE CONECCIQ NES DE DETONACIÓN, YA QUE DE �L DEPENDE MUCHO EL �XITO DE LA VOLADURA, Y UN MAL AMARRE PUEDE HECHAR POR TIE­RRA TODO EL DISEAO DE LA PERFORACIÓN,

7,- FINALMENTE COMO YA HEMOS VISTO EN LA COMPARACIÓN DE Mt

TODOS, �STE TIENE MAYORES VENTAJAS QUE LOS M�TODOS SUE COS, ESPECIALMENTE PORQUE LOS ELEMENTOS DE CALCULO QUE USA, SON MÁS FACTIBLES DE CONSEGUIR,

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- 117 -

B I B L I O G R A F I A

- MANUAL PARA EL USO DE EXPLOSIVOS DUPONT (CECSA) - 1g73

- VOLADURA DE ROCAS - U, LANGENFORS B, KIHLSTROM (E, IJMo)

- MECÁNICA DE ROCAS EN LA INGENIERÍA PRÁCTICA7IENKIEVICS - 1970,

- FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA DE ROCAS - D,F, CoATES

STAGG -

- EXPLOSIVOS PARA INGENIEROS NORTEAMERICANOS - CEDRIC E.

GREGORY,

- MANUAL DE EXPLOSIVOS - QufMICA Sol S.A. TACNA - 1979

- ATLAS COPCO - •cuRSO DE VOLADURAS" TARMA - 1977

- APUNTES "CURSO DE TEORÍA DE VOLADURA DE ROCAS" UNl-1976

- MECÁNICA DE ROCAS PRÁCTICA PARA MINEROS - JACK PARKER -1975 (p, MINA FUTURA)

- ANFO v sus APLICACIONES R. CHAVEZ (T.B.) (l,N,I. - 1976

- INFORMES INTERNOS DE GEOLOGJA "HIERRO PERU"R. PATIÑO - P. HUAITA - 1976

- INFORMES INTERNOS "DISE�O DE PERFORACIÓN Y DJSPAROS"HIERRO PERú" - L, NAKAGAWA - 1977-�0.

- INFORMES INTERNOS "DISE�O DE PERFORACIÓN Y DISPAROS""HIERRO PERÚ" - L, R1os ílUINTEROS - 1979-80

- INFORMES INTERNOS "DISE�O DE PERFORACIÓN Y DISPAROS"P. TINOCO s. - 1976

- INFOR�ES INTERNOS "DISEílO DE PERFORACIÓN Y DISPAROS"'HIERRO PERú" R, AMPUERO, J, ARANIBAR - 1977-3íl

-1lA MECÁNICA D� ROCAS EN LA ESIABILIDA DE PENDIENTES EN

OPEN PIT - J, ARANIBAR T,8, UNI - 1977