informe tecnico perforacion y voladura en frentes

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INFORME TECNICO Asunto: “Estandarización y reducción del número de taladros en las mallas de perforación actuales en UM CERRO LINDO – MILPO”. A: Ing. Fidel Rodriguez Ing. Carlos Toro De: Ing. Freddy Herrera Fecha: 24 de noviembre de 2011 1. ANTECEDENTES Las mallas de perforación y el sistema de carguío en la unidad minera no discriminan los cambios litológicos que presentan los frentes en avance, aplicándose la misma malla para una litología en dique, en sulfuro y terreno volcánico. 2. INTRODUCCION Las seis unidades litológicas identificadas en UM CERRO LINDO, evidencian cambios en la composición mineralógica de los frentes que se perforan en avance horizontal esto incide directamente en la vida útil de los aceros, barras de perforación principalmente. Por esta razón es necesario se estandaricen mallas de perforación y optimice el número de taladros por frente de acuerdo a la litología, el presente trabajo mostrara la implementación de mallas de perforación y carguío de los frentes de avance por tipo de roca estos diseños van a ir adecuándose y ajustándose en la práctica con el apoyo de la experiencia de nuestros maestros perforistas y maestros de voladura. 3. OBJETIVOS Estandarizar los diseños de mallas de perforación y carguío de frentes de avance de acuerdo a los cambios litológicos que presenta el terreno. Incrementar el avance por disparo a 4.10 mts/disparo para una perforación con una barra de 16 pies. Controlar la fragmentación con uso del software SPLIT. Ajustar los factores de potencia actuales mediante pruebas granulométricas y ensayos de daño al macizo rocoso. Optimizar el número de taladros para secciones de 5mts x 4mts.

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Page 1: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

INFORME TECNICO

Asunto: “Estandarización y reducción del número de taladros en las

mallas de perforación actuales en UM CERRO LINDO –

MILPO”.

A: Ing. Fidel Rodriguez

Ing. Carlos Toro

De: Ing. Freddy Herrera

Fecha: 24 de noviembre de 2011

1. ANTECEDENTES

Las mallas de perforación y el sistema de carguío en la unidad minera no discriminan

los cambios litológicos que presentan los frentes en avance, aplicándose la misma

malla para una litología en dique, en sulfuro y terreno volcánico.

2. INTRODUCCION

Las seis unidades litológicas identificadas en UM CERRO LINDO, evidencian cambios

en la composición mineralógica de los frentes que se perforan en avance horizontal

esto incide directamente en la vida útil de los aceros, barras de perforación

principalmente.

Por esta razón es necesario se estandaricen mallas de perforación y optimice el

número de taladros por frente de acuerdo a la litología, el presente trabajo mostrara la

implementación de mallas de perforación y carguío de los frentes de avance por tipo

de roca estos diseños van a ir adecuándose y ajustándose en la práctica con el apoyo

de la experiencia de nuestros maestros perforistas y maestros de voladura.

3. OBJETIVOS

Estandarizar los diseños de mallas de perforación y carguío de frentes de

avance de acuerdo a los cambios litológicos que presenta el terreno.

Incrementar el avance por disparo a 4.10 mts/disparo para una perforación

con una barra de 16 pies.

Controlar la fragmentación con uso del software SPLIT.

Ajustar los factores de potencia actuales mediante pruebas granulométricas y

ensayos de daño al macizo rocoso.

Optimizar el número de taladros para secciones de 5mts x 4mts.

Page 2: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

4. TRABAJOS REALIZADOS

Se ha trabajado con las tres guardias de CIA MILPO, coordinando con los jefes de

guardia, personal involucrado en la perforación y voladura de frentes.

4.1 DISEÑO DE ARRANQUE

Los nuevos diseños de arranque se probaran en el campo para ver su performance, el

cuadro Nº 1 muestra el diseño inicial que se aplicaba a los frentes de perforación y el

cuadro Nº 2 y 3 muestran los diseños de arranque que se probaran en mina.

Se realizaron estos cuatro diseños de arranque para la UM CERRO LINDO-MILPO, en

sus cuatro litologias sulfuro primario de pirita, sulfuro primario de barita, volcanico y

dique tipo A y dique tipo B.

Cuadro Nº1: Se muestra el

arranque estándar que se usa el

cual tiene un avance promedio de

3.8mts/disparo para una barra de

16 pies de longitud.

Cuadro Nº2: Este es el diseño Nº 1

propuesto el cual cuatro taladros

son rimados, de esta manera se

genera una mayor cara libre lo que

debe su eficiencia.

Page 3: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

De acuerdo a las caracteristicas mecanicas que poseen la rocas se pudo identificar

principalmente en el dique dos tipos de litologias las que denominas dique tipo A y

dique tipo B.

Dique tipo A: Porfido afanitico andesitico que en su matriz posee una masa verdosa

fina y cristales de feldespatos plagioclasas, el tamaño de sus granos hace que este tipo

de dique presente menor resistencia a la perforacion con una broca de 45 mm de

diametro y 102 mm de diametro.En su composicion posee mas de 30% de

fenocristales.Es mas fragil que el dique tipo B.

Dique tipo B: Porfido afanitico andesitico que en su matriz el porcentaje de

fenocristales es menor a 25% este dique presenta mayor resistencia a ser perforado

que el dique tipo A (su textura lo justifica).

Cuadro Nº3: Este es el diseño Nº 2

propuesto, este diseño toma menor

tiempo de perforación del arranque

y el taladro central es estratégico

en la formación de la cara libre.

Cuadro Nº4: Este diseño Nº3 al

variar la posición de los taladros de

alivio la secuencia mas favorable de

salida cambia, el taladro central es

estratégico en el diseño de la

secuencia de salida.

Page 4: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Fotografía Nº1: Litología tipo dique B.

Fotografía Nº 2: Litología SPP.

Page 5: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Es necesario indicar las resistencias a la tracción de las litologías de UM CERRO

LINDO, las cuales se datan en el cuadro Nº 5.

Cuadro Nº 5:Para tener noción de las resistencias que presentan los diversos tipos de

litologías es necesario tener las resistencias a la tracción (Mp), los datos de

resistencia a la compresión no confinada (Mp), estos datos fueron tomados del

informe de “Evaluación geomecanica del minado subterráneo en CERRO LINDO”

Diseño usado anteriormente:

Este diseño posee tres taladros de alivio de 102 mm de diametro de broca, posee una

cara libre de 245 inicialmente tenia un avance por disparo 3.8mts.

Este diseño es usado en todo tipo de litologias.

Diseño propuesto Nº 1:

El taladro central en este diseño es estrategico genera una cara libre de de 2700

despues de iniciado el taladro central, esto ayuda bastante en cuanto al avance se

registraron 4.13mts de avance/disparo.Pero este muestreo fue puntual.

El éxito de este diseño radica en la generacion de un gran area para la cara libre, ayuda

en el avance para cualquier litologia, el problema en aplicar este diseño es el tiempo

que le dedicamos a la perforacion de un taladro adicional en el arranque lo que genera

mayor consumo de la broca rimadora y un incremento en el tiempo de perforacion de

6 a 10 minutos por frente.

Diseño propuesto Nº2:

El area generada al iniciar el taladro central es de 455 , esta area permite

incrementar el avance a 4.10 mts/disparo, se debe indicar que la disposicion de los

taladros de alivio es muy importante en la ubicación geometrica de los taladros de

ayuda y en el mejor diseño de la secuencia de salida de voladura.

Este diseño fue aplicado en todos los tipos de roca de la unidad minera dando buenos

resultados en cuanto a avance por disparo.

Diseño propuesto Nº 3:

Page 6: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

El area generada al iniciar el taladro inicial es de 455 permite un avance de 4.10

mts/ disparo, posicion de los taladros de alivio es un factor clave en cuanto al factor

numero de taladros/ , este diseño hace que el el arranque salga de taco a taco pero

los demas taladros de produccion en algunas pruebas quedan tacos de 0.3 – 0.45.

4.2 DISEÑO DE LAS MALLAS DE PERFORACION Y VOLADURA

Fotografía Nº3

Los parámetros de perforación se detallan en el cuadro Nº 6

CUADRO Nº 6

PARAMETROS TECNICOS DE PERFORACION Equipo utilizado Rocket boomer 282

Longitud de barra(pies) 16

Diámetro de broca(mm) 45

Diámetro de broca escariadora(mm) 102

COP 1838

Energía utilizada en la perforación Eléctrica 220v

Energía utilizada en el transporte Diesel

Las mallas de perforación se

pintaban antes de ser

perforadas mejorando de esta

manera la mejor distribución

de los taladros por metro

cuadrado.

Page 7: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Sección (mts x mts) 5 x 4

Se presentaron los diseños de mallas de perforación y voladura y fueron revisadas por

los ingenieros Marco Rojas y Gerardo Barboza la implementación en el campo se

coordinó en los repartos de guardia correspondientes se muestran a continuación los

datos de campo tomados en el seguimiento y ajuste de los diseños presentados.

Fotografia Nº2

Se usaron los algoritmos de HOLMBERG y el criterio de factor de esponjamiento para

el diseño de las mallas de perforación y voladura para una sección de 5x4 y 16 pies de

barra de perforación. Los detalles de los diseño se encuentran en el anexo de este

informe.

Estos diseños proporcionados se ajustaron en el campo teniendo variantes de acuerdo

a las resistencias a la tracción y a la granulometría que brindaban los disparos.

El ajuste de los diseños teóricos al campo se realizo con la experiencia de los maestros

de perforación y voladura de SEPROCAL, SEMIGLO y CIA MINERA CERRO LINDO.

Se plantearon disminuir taladros de acuerdo al tipo de litología e incluso disminuir el

número de taladros cargados con cañas, se plasmaron en el campo muchas formas de

voladura que el personal de acuerdo a su experiencia brindaba y las decisiones al final

fueron unánimes de acuerdo a los resultados en cuanto a avances y granulometría.

Se mostraran las mallas estandarizadas las cuales brindaron mejores resultados.

Las brocas de perforación usadas

tienen un diámetro de 45 mm y

cuando se perfora roca tipo dique

duran 6 taladros/broca hasta

desgastarse con una barra de 16

pies.

Page 8: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

4.2.1 ESTANDARIZACION DE MALLAS DE PERFORACION EN SULFURO

Al usar 51 taladros en sulfuro primario de pirita se obtenía una granulometría

demasiado fina como se muestra en la fotografía Nº 1.

Los principios de voladura indican que las rocas se fragmentan por tensión pues

aguantan muy bien la compresión por este motivo se analizara a las rocas con la

resistencia a la tensión.

Este tipo de litología presenta una resistencia a la tracción de 15 Mpa, lo cual es un

valor bajo, y una resistencia a la penetración baja, de acuerdo a estos dos parámetros

era necesario disminuir el numero de taladros a la malla inicial en primera instancia y

disminuir el factor de potencia.

Al inicio se quitaron dos taladros de contorno es decir de 13 que se usaban se probo

usar 11 taladros de contorno, los resultados fueron los mismos quedaban visibles un

70% de cañas de perforación, pero las cañas taqueaban 0.3 - 0.45 mts se empezó a

cargar el primer taladro de contorno con anfo con un taco de 1.2mts.

Al usar anfo confinado se observo que:

Cuando el sistema de fracturamiento principal era paralelo a la direccionde

avance dañaba los hastiales.

Cuando el sistema de fracturamiento principal era oblicuo o perpendicular a la

direccion de avance no se observaba daños significativos en los hastiales.

Al tener estas observaciones se cargo con anfo este taladro pero no se confino era anfo

practicamente regado en el taladro.

Cuadro Nº6: El taladro indicado era

cargado con anfo de esa manera

ayuda en el avance de los taladros

adyacentes.

Page 9: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Fotografía Nº4

La granulometría es demasiada fina, no se observan prácticamente bloques de roca en

su mayoría esto se debe a que la mallas de perforación y voladura eran las mismas

para cualquier litología.

Para controlar la granulometría se uso el software SPLIT. Pero este parámetro se

debía controlar desde el diseño de la malla de perforación y el diseño de la malla de

voladura. La fotografía Nº 2 muestra los resultados después de aplicar un nuevo

diseño de perforación y cambio en el carguío y secuencia de salida de los taladros de

producción.

Fotografía Nº5:Es notorio respecto a la fotografía Nº1 que ya no se obtuvo un mayor

contenido de finos, el calculo respectivo granulométrico se mostrara en las

conclusiones de este informe.

Page 10: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

4.2.2 ESTANDARIZACION DE MALLAS DE PERFORACION EN DIQUE

La litología tipo dique A y B presentan una resistencia a la tracción 28 (Mp) una

resistencia relativamente alta lo cual justifica los 51 taladros que el diseño inicial

realizado por AMEC.

Para optimizar el número de taladros en esta litología se planteo inicialmente reducir

en los taladros de contorno de 13 a 11 ayudado con el primer taladro de contorno

cargado con anfo confinado. El frente salía completamente y no taqueaba con este

resultado pero el porcentaje de cañas visibles era menor a 60% y se dañaba a los

hastiales cuando su orientación principal de fracturamiento era paralelo a la dirección

de avance, por este motivo se quedo en usar 13 taladros de contorno porque esta

litología posee un orientación de fracturamiento sub-vertical y sub-horizontal.

Se redujo taladros estratégicamente tomando en cuenta los siguientes criterio:

Numero de taladros /

Burden

Secuencia de salida de los taladros

Diseño de arranque ( se debe mencionar que para esta distribución de taladros

se eligió el diseño de arranque Nº 3)

Page 11: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

4.2.3 ESTANDARIZACION DE MALLAS DE PERFORACION EN VOLCANICO

Esta litología presenta una resistencia a la tracción 26 (Mp), las variaciones de

mineralización de cada litología hacen que sus comportamientos varíen enocaiones

notablemente.

Esta litología tiene un comportamiento mecánico bastante frágil, pero dura cuando el

porcentaje de silicatos aumenta en su composición, y las superficies de las labores

quedaban bastante irregulares cuando con un porcentaje de cañas visibles de 30%, se

hizo necesario usar 8 taladros de contorno adicionales en la corona de la labor es decir

usar en total 21 taladros de contorno debido al comportamiento mineralógico y el tipo

de fracturamiento de la litología volcánica.

El diseño propuesto por AMEC tenia 61 taladros para esta litología, con las pruebas

realizadas se llego a 55 taladros por frente.

4.2.4 ESTANDARIZACION DE LAS MALLAS DE VOLADURA

El diseño inicial de malla de voladura propuesto por AMEC consideraba el mismo

retardo para cuatro taladros, de esta manera no se aprovechaba en su totalidad la

energía brindada por el explosivo, se perdía en forma de calor, variación de energía

interna, vibración y sonido, es recomendable separa mas aun en forma estratégica y

coordinada las secuencias de salida de los taladros.

Con este principio se dio tres tiempos de retardo diferente a los taladros e contorno y

se mejoro la conservación de la superficie del terreno es decir un porcentaje de cañas

visibles de 80% a mas, estos diseños de retardo fueron optimizándose con la

observación de las mallas de voladura de algunas empresas contratistas

especializadas y personal de CIA de voladura de frentes.

Los tacos de anfo deben ser 0.9mts en los taladros de producción y 0.3-0.4mts en el

arranque y ayudas respectivamente.

Las secuencias de salida serán mostradas en las conclusiones de este informe.

5. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Se diseño mallas de perforación y mallas de voladura por cada tipo de litología

optimizando taladros como muestra el siguiente cuadro:

Cuadro Nº7:

Nº de taladros antes Nº de taladros optimizados

Sulfuro 51 47

Dique 51 49

Volcánico 61 55

Al proporcionar dos secuencias de salida para los taladros arrastre se pudo controlar

mejor el piso de la labor y evitar que queden repies.

Page 12: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Los taladros de contorno al tener tres numero de secuencia de salida la disminuyen el

daño a las paredes del macizo rocoso porque se distribuye la carga total de los

taladros de contorno en tres tiempos de esta manera se perturba menos a la masa

rocosa.

Se muestran a continuación los diseños finales de mallas de perforación optimizados:

MALLA DE PERFORACION PARA UNA LITOLOGIA TIPO SULFURO

Sección 5x4

Longitud de barra 16pies

Longitud de avance 4.10mts/disparo

44 taladros cargados + 3 taladros de alivio

100

100

15

15

80

80

80

110

100100 100 100

33

20

22,5

70

59

14,5

20

40

30

29,5

30

55

34,5

55

302

5

30

27,25

Esta litología permite reducir el número de taladros debido a su baja resistencia a la

tracción y a su grado de cohesión moderado.

Page 13: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

MALLA DE VOLADURA PARA LITOLOGIA TIPO SULFURO

Sección 5x4

Longitud de barra 16pies

Longitud de avance 4.10mts/disparo

Se muestran las secuencias de salida de los taladros

100

100

Malla de voladura para sulfuro

1

2 2

3

3

6

54

5 4

8

88

8

6

6 77

9 9

15 14 14 14 14 15

11

11

12

1210

1313

9

6

910

131313

12

12

11

11

Debe señalarse que se dio tres tiempos de retardo a los taladros de contorno y dos

tiempos de retardo a los taladros arrastre. La secuencia de retardos en los taladros

centrales es estratégica para facilitar un buen avance.

Page 14: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

MALLA DE PERFORACION PARA UNA LITOLOGIA TIPO DIQUE

Sección 5x4

Longitud de barra 16pies

Longitud de avance 4.10mts/disparo

44 taladros cargados + 3 taladros de alivio

100

100

15

Malla de perforacion para dique

15

15

312

0

54

66

12,2

5

20

30

30

27

32

32

27

60

30

52

58

30

32

20

50

80

80

80

110

100 100 100 100

67,5

Page 15: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

MALLA DE VOLADURA PARA LITOLOGIA TIPO DIQUE

Sección 5x4

Longitud de barra 16pies

Longitud de avance 4.10mts/disparo

Se muestran las secuencias de salida de los taladros

100

100

1

2 2

3

354

5 4

8

88

8

6

6 77

9 9

15 14 14 14 14 15

11

12

1210

1313

9

6

10

131313

12

12

11

11

6

7 7

9

Page 16: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

MALLA DE PERFORACION PARA UNA LITOLOGIA TIPO VOLCANICO

Sección 5x4

Longitud de barra 16pies

Longitud de avance 4.10mts/disparo

44 taladros cargados + 3 taladros de alivio + 8 taladros de contorno

100

100

15

15

15

31

20

54

66

12

,25

20

30

30

27

32

32

27

60

30

52

58

30

32

20

50

80

80

80

110

100 100 100 100

Page 17: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

MALLA DE VOLADURA PARA LITOLOGIA TIPO VOLCANICO

Sección 5x4

Longitud de barra 16pies

Longitud de avance 4.10mts/disparo

Se muestran las secuencias de salida de los taladros

100

100

1

2 2

3

354

4

8

88

8

6

6 77

9 9

15 14 14 14 14 15

11

12

1210

1313

9

6

10

131313

12

12

11

11

7 7

9

los resultados granulométricos fueron mejorados y los resultados se muestran a

continuación:

Page 18: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Se muestra el tablero que tiene 23 pulgadas de longitud.

El siguiente grafico fue modelado en el software SPLIT e indica que el 82% pasa por la

malla 50, es decir no se tiene bancos de mas de 19 pulgadas(48cmts), y como se

observa en la fotografía anterior no se observa mucho contenido de finos en el

resultado

Page 19: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Los análisis granulométricos ensayados en roca tipo dique fueron los siguientes:

Page 20: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Se observa un material uniforme debido a la distribución de carga y la secuencia

estratégica aplicada.

La curva granulométrica para este resultado se muestra a continuación:

Page 21: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Se observa que el 75% de fragmentos pasa la malla P 50 es decir inferior a un

diámetro 22.94 pulgadas(58cmts), todos estos resultados son inferiores al diámetro

máximo que requiere el chancado primario.

Se usó tacos de arcilla en todos los frentes analizados usándolos en el arranque y sus

ayudas. Se uso en promedio 6 tacos de arcilla por frente.

Solo una guardia uso guiadores para tener un buen paralelismo de los taladros de

perforación es la guardia del Ing. Alex Bullon.

Se pudo identificar dos tipos diferentes de dique en los frentes y se le clasifico como

dique tipo A y dique tipo B.

Dique tipo A: En su composición posee más de 40% de fenocristales de plagioclasas

sódicas mecánicamente poseen menor dureza a la perforación que el dique tipo B y

son más frágiles a la perforación.

Dique tipo B: Poseen menos de 40% de contenido de plagioclasas sódicas son más

duras que el dique tipo A y son menos frágiles a la perforación.

Al tener un frente irregular debido a problemas que se presentaron en la perforación o

voladura, la perforación de este frente no se realiza en su totalidad porque se tiene

que corregir para igualar el frente, esto quita en promedio 0.4mts de avance.

Los taladros de contorno no se estaban iniciando en su totalidad, quedan tacos que

015-0.45cmts.Esto se pudo mejorar con los nuevos diseños de mallas de perforación y

voladura mejorados en el campo.

Page 22: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

Fotografía Nº6

El seguimiento se realizó en forma permanente en la guardia de día y de noche pero es

necesario realizar un seguimiento de parte de operaciones mina en coordinación con

el departamento de productividad.

6. RECOMENDACIONES

Realizar el seguimiento de parte de operación mina por medio del jefes de guardia en

cuanto a las mallas de voladura y longitud de perforación.

Continuar con la implementación de la malla de 49 taladros con un taladro central

para un dique y volcánico así como 47 taladros para una litología tipo sulfuro.

Todas las guardias de perforación en frentes deben usar un guiador de 1.5 mts de

longitud y 2” de diámetro esto mejora el paralelismo entre los taladros y mejora la

visualización de la ubicación de los taladros de arranque.

Usar en forma permanente los tacos de arcilla, el jefe de guardia debe verificar la

colocación de los tacos al chispeo de cada frente.

Usar en el fondo del taladro de contorno una emulsión de 5000 para poder brindar

una mayor fuerza al fondo de los taladros y eliminar los tacos, también se puede optar

por usar un cartucho de emulsión 3000 de 1 ¼” x 12” más dos cartuchos de emulsión

de 3000 de 1” x 7”.

Se muestra los tacos

remanentes del disparo

anterior cx 825 OB6, la foto

muestra a la derecha mineral

esfalerita y a la izquierda

dique tipo A con alto

contenido de fenocristales.

Page 23: Informe tecnico perforacion y voladura en frentes