ING. FABIN MEDINA MNDEZ

ASPECTOS GENERALES: ALTURA DE BANCO Es la distancia en el plano vertical entre la parte inferior y superior del banco. LINEA DE MENOR RESISTENCIA O BURDEN O PIEDRA Es la distancia entre las diferentes filas de barrenos en el sentido de la cara libre del banco.

ASPECTOS GENERALES: ESPACIAMIENTO Es la distancia entre los diferentes taladros de una fila. SOBREPERFORACION O SOBREFONDO Es la distancia que se perfora por debajo del nivel inferior del banco con el fin de conseguir el nivel horizontal previsto en el piso del banco

ASPECTOS GENERALES: LONGITUD DE PERFORACIN es la longitud total del taladro y esta formado por la altura del banco + sobreperforacin. Con el fin de mantener fijos estos parmetros y elegir el equipo ms apropiado, debe considerarse una serie de factores entre los cuales los ms importantes son: Tipo de roca. Altura de banco. Dimetro de perforacin. Fragmentacin adecuada.

ASPECTOS GENERALES: TIPO DE ROCA Determina notablemente la eleccin del equipo de perforacin. As tenemos que en formaciones rocosas duras se utilizar la perforacin por percusin o la rotativa con triconos, mientras que en formaciones no consolidadas se utilizar perforacin rotativa con herramienta de corte.

ASPECTOS GENERALES: TIPO DE ROCA Por otra parte la dureza y abrasividad del mineral influyen en el desgaste del varillaje, adems las particularidades de la voladura harn necesario el uso de un tipo u otro de explosivo, as como diferentes cantidades del mismo.

ASPECTOS GENERALES: ALTURA DE BANCO Est determinado por el equipo a utilizar, as como del varillaje de que se dispone y el tamao de la perforadora. En el caso de perforacin con grandes dimetros se tiene que tomar en cuenta factores relativos a la seguridad tales como: evitar la cada de grandes tamaos de piedra de la parte superior del banco.

ALTURA DE BANCO Como desventajas de grandes alturas podemos citar: 1. Prdida de energa a lo largo del varillaje. 2. Riesgo de desviaciones dentro del taladro que origina un arranque defectuoso del burden. 3. Las desviaciones son proporcionales a la profundidad. Como medida de desviacin podemos considerar 3 cm. por metro perforado, en caso de que la alineacin inicial se haga con alineadores y casi el doble cuando no se disponga de los mismos. 4. Las pequeas alturas de banco requerirn pequeos dimetros de perforacin, mientras que grandes alturas de banco requerirn grandes dimetros.

ASPECTOS GENERALES: DIAMETRO DE PERFORACIN La produccin deseada es un factor importante para determinar el dimetro de perforacin. Por otra parte hay una serie de factores que influyen en la eleccin del dimetro de perforacin, como puede ser la fragmentacin y las restricciones locales de carga de explosivo debido a las vibraciones.

ASPECTOS GENERALES: DIAMETRO DE PERFORACIN La perforacin primaria tiene dimetros que varan desde 3 hasta 13 En la seleccin del dimetro de la broca se tiene que ver los siguientes factores:

1.

Naturaleza de la rocaRoca Resistencia a Compresin (MPa) 20 150 200 400 Tipo de roca Suave Medio suave Duro Muy duro.

Piedra yesera Caliza Granito Taconita

2. Tamao de la operacin: Cuando la operacin es grande se usa dimetros grandes Tamao del equipo: de carguio, transporte y chancado Las perforadoras con gran dimetro proporcionan una alta produccin. 3.

ASPECTOS GENERALES: FRAGMENTACION La fragmentacin es el tamao individual de la roca despus de la voladura. En general grandes dimetros de perforacin dan grandes tamaos de roca. Los clculos hechos para determinar la fragmentacin para los diferentes tipos de roca no han dado el resultado deseado.

ASPECTOS GENERALES: ESQUEMA DE PERFORACIN El esquema de perforacin o diagrama est determinado por dos factores:

Burden (B). Espaciamiento (E)

ASPECTOS GENERALES: ESQUEMA DE PERFORACIN: Los valores dependen de la cantidad de explosivo calculado en el fondo del taladro. Grandes dimetros de taladro requieren mayor cantidad de explosivo por consiguiente un diagrama de perforacin mayor. En teora un taladro debe cargarse en el fondo con un explosivo de mayor densidad. La concentracin de carga de columna normalmente tiene valores de 50% de la concentracin de carga de fondo.

ASPECTOS GENERALES: PROBLEMAS DE VIBRACION Y LANZAMIENTO DE ROCA. Taladros de menor dimetro produce menor vibracin y de mayor dimetro mayor vibracin. Los taladros grandes con espaciamiento mayor y cresta mayor, produce menor costo y gran volumen de material.

El costo de minado debe considerarse hasta el chancado como se indica en la tabla

1.

Costos de perforacin y disparoDimetro taladro Pulg 2 4 6 9 7/8 m.m 51 101 152 251 Volumen roca dm3/m 2.03 8.11 18.11 41.41 2.0 4.5 7.4 12.0 1.00 0.55 0.40 0.24 $/m $/dm3

Para desarrollar una buena perforacin se debe considerar 4 factores: 1. Suficiente fuerza de rotacin en el barreno para girar la broca en cualquier roca y/o estrato encontrado. 2. Suficiente fuerza en la broca (Pull down) para optimizar la penetracin. 3. Suficiente presin de aire que remueva y expulse los detritus generados durante la perforacin y adecuada presin para refrigerar los cojinetes de las brocas. 4. Acertada seleccin del tipo de broca para el material que est siendo perforado.

La perforacin se puede optimizar en base a los siguientes parmetros: 1. Alta velocidad de rotacin al fondo del taladro, en funcin del tipo de material. 2. Rpida velocidad de retraccin del barreno. 3. Un sistema controlado que integre la velocidad de rotacin, el pull down y el abastecimiento de aire. Las perforadoras deben operar aproximadamente al 60% de su mximo pull down, dejando la fuerza restante para usarla en estratos particularmente difciles y duros.

En general se tiene los siguientes mtodos de perforacin:

Perforacin a percusin. Perforacin a rotacin Perforacin Rotacin-Percusin.

PERFORACIN ROTATIVA (ROTARY DRILLING).-

La perforacin rotativa se caracteriza por usar el pull down wright, peso que empuja a la broca dentro del taladro. El pull down depende del dimetro de la broca. Al aumentar el dimetro de la broca se debe aumentar el tamao de las vas de la broca sobre todo el peso.

PERFORACIN ROTATIVA (ROTARY DRILLING).-

La velocidad de rotacin est dada por los motores rotativos con que cuenta la perforadora. El lmite del incremento de las RPM es el calentamiento de las vas de las brocas cuando se perfora rocas duras o por el desgaste de los conos y botones de estos.

PERFORACIN ROTATIVA (ROTARY DRILLING).-

rf ra ras r tativas star Las r vist s circ laci air s fici t ara r cir a v l ci a a lar r t r trit s tr l arr y l tala r .. c si ra 3, i s/ i t , c v l ci a i a, r s r ay r ara at rial y sa . i la v l ci a s y alta ca sar a s al arr art s la i a.

PERFORADORA ROTATIVA JOY HEAVYWEIGHT TIPO CHAMPION 58-B

Funciona accionada por un motor diesel, perfora taladros de 7 y 7 3/8 con broca tricnica con barrenos de seccin cuadrada de 20 de longitud. La velocidad de perforacin es de 18 pies por hora.

PERFORADORA DRILLMASTER MODELO DM-45 DE INGERSSOLL RAND

Es un equipo montada sobre orugas con propulsin independiente de 120 HP y es utilizada en la perforacin primaria de los bancos de los pits. Adems tiene las caractersticas siguientes:

PERFORADORA DRILLMASTER MODELO DM-45 DE INGERSSOLL RAND

Compresor de 1,050 CFM 2 bombas hidrulicas para la propulsin. Velocidad de movimiento 4.8 Km/hora. Barra de perforacin de 30 de longitud sujeta al castillo. Brocas tricnicas de 6 de dimetro de la lnea de Baker Hugges. Estabilizador de aletas (IR) entre barra y broca. Colector de polvo. Gatas de nivelacin. Altura de torre vertical 13.3 m, Velocidad de rotacin: 0-80 RPM

BARRETON (Varilla): Es un tubo de acero de alta calidad a travs del cul se transmite el movimiento de rotacin y de presin y va unido mediante acoplamiento en su parte superior a la cremallera y en su parte inferior al estabilizador.

ESTABILIZADOR O REAMER Se usa en el extremos inferior del barretn y broca. Su dimetro es igual al barreno con la diferencia de aletas con 9 de dimetro. Los estabilizadores pueden ser de dos tipos: De aletas. De rodillos.

BROCA O TREPANO: Las brocas tricnicas disponen de 3 conos que giran sobre su eje cada 120 grados La mayora de las brocas perforan en casi todas las formaciones.(ver figura).Las brocas tricnicas usados en la perforacin primaria son Marca Hugues Reed Smith Hugues Hugues Reed de botn Reed de botn Modelo HH99 M738M75 Q78Q5 HH77 HH44 grande HH77 chico HH-99 Dimetro 9" 9" 9" 9 7/8" 10 5/8" Precio S 3,668 3,380 3,095 4,400 4,000

FORMACIONESFormaciones Blandas Baja resistencia a la comprensin menores a 40MPa Formaciones medias con resistencia a la compresin entre 40 y 90 MPa Formaciones medio duras con resistencia a La compresin entre 90 y 170 MPa Formaciones duras y muy duras con RC entre 170 y 230 MPa, el ultimo mayor a 320 MPa

TIPO DE ROCA TALCO,PIZARRA, ARCILLAS, YESOS, ETC.

MARCA HUGHES BH33

MODELO SMITH TOOL Q4J

CALIZAS, MRMOLES ESQUISTOS, FLUORITAS, ETC.

BH 44

Q5J

DOLOMAS, FELDESPATO, GRANITOS, GNEISES, ETC.

BH 55 BH 61

Q5J Q37J

CUARCITA. PIRITA. BASALTO, TACONITAS, ETC. LAVA, TOPACIO, CORINDN", ETC.

BH77 BH33 BH 99

Q7J Q9J

Perforadora

Barretn

Longitud Barretn

del Longitud Estabilizador Estabilizador

Broca

45-R 50-R 60-R

8 5/8 " 9" 10 "

32' 32' 30' 6 "

8 5/8 " 9 10

5

9 7/8 12 " 12

5 5

ASPECTOS GENRICOS

En la voladura a cielo abierto se debe considerar los siguientes aspectos: 1Fragmentacin Tiene una incidencia importante en las operaciones posteriores. Por ejemplo en el tajo de Cerro de Pasco, existen 22 tipos de materiales, entre los cuales hay rocas difciles de fracturarlas y repercute en el carguio y transporte.

ASPECTOS GENRICOS

2.

Tonelaje:

En un tajo abierto el disparo debe hacerse como mnimo un mes, porque tiene que moverse todo el equipo, por lo que debe calcularse con anticipacin el tonelaje a producirse y que cubra los requerimientos de la planta de tratamiento

ASPECTOS GENRICOS

3.

Apilonamiento

Es como se acomoda el material con el disparo e incide en el desempeo de la pala. El movimiento de la pala debe ser lo mnimo, no debe perder el tiempo en acomodamiento. Se debe tener un buen apilonamiento.

ASPECTOS GENRICOS

4.

Costo

El costo de voladura debe ser bajo. Para obtener todo esto se debe conocer las las caractersticas de roca, la calidad del explosivo, geometra de la voladura. En cuanto a los explosivos se aconseja el uso del anfo por ser barato. Para darle mayor poder se incluye aluminio y para aumentar su densidad se muele (aumenta la densidad de carga).

ASPECTOS GENRICOSEl anfo no puede usarse en sitios de alta temperatura y/o en presencia de agua. La temperatura de combustin del anfo es de 400 F (25 C): Otro explosivo que se usa son los slurries que son explosivos que contienenAN 38% SN 25% TNT 25% H20 12%

AN: nitrato de amonio. SN: nitrato de sodio.AN 65% TNT 20% H20 15%

Hidromex a todo esto le agregan hidrogel y da una sustancia parecida a la gelatina, barro.

ASPECTOS GENRICOS

5.

Cebado.- Iniciacin de los disparos

La explosin tiene que iniciarse mediante un booster: Ejemplo: Dupon HDP1, HDP2, HDP3 Se selecciona de acuerdo al dimetro del explosivo. La energa se transmite mediante cordones elctricos y cordones detonantes, cordones no elctricos, siendo este ltimo ms ventajoso: Nonel, Fanel. En los elctricos el manipuleo es ms difcil. En los cordones no elctricos es difcil de chequear su conexin.

ASPECTOS GENERICOS6.

Diseo de disparos:

EJEMPLO DE CALCULO TEORICO PARA EL DISEO DE PERFORACIN Y VOLADURA A TAJO ABIERTO: Parmetros: Malla de perforacin = 4 x 4 m. Densidad de la roca = 4.0 TM/m (magnetita) Explosivo = FP-5G-O (anfo aluminizado al 5%) Densidadl del explosivo = 31 lbs/pie (46.13 Kg/m). Altura de banco = 12 m. Sobreperforacin = 1.50 m. Altura de atacado = 3.0 m. Dimetro del taladro = 9 Costo de una libra de explosivo = $ 1.50 Costo por pie perforado = $ 5 ( $16.4/m)

ING. FABIN MEDINA MNDEZ