Ro Ro Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 13 Diseño de Voladura en Cráter
? Método Directo, se realiza con las siguientes ecuaciones ? Diseño del cráter Para el diseño del cráter tenemos de dos formas; Diseño del cráter teórico ? cte K ? Do 2 2 Db ? K *Rc donde: Diseño del cráter practico ? cte K ? 2 Ltal ? K *Rc donde: Do ?3? 2 Por diversas pruebas que se realizaron, se opta por el diseño del cráter practico.
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 14 2ª prueba, se realizo en el piso de la labor. ? Método Iterativo
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? Método Directo ? Diseño del cráter ? Comparación de las pruebas de cráter realizadas
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4.2 Prueba de Cráter en Roca Elástica; La primera siguientes pruebas de campo se realizaron en la mina no metálica, Cantera Minera Santa Cruz 2000 ubicado en Pusi – Huancane – Puno, donde se explota el Travertino en donde la resistencia a la compresión simple es 40.21Mpa, la perforación se realizo con una perforadora eléctrica de 1Hp y de 2Hp, con un barreno espiral de diámetro de broca de 25 mm, y una longitud de barreno de 3 pies. El explosivo que se uso era dinamita de 80% de 7/8” x 7”, el detonador es el fulminante Nº 6, y guía de seguridad de 3 pies. Se realizaron 9 perforaciones en frente y 2 en banco, el RQD era 100%. ? Análisis de resistencia de la roca (muestra no In-situ) 1ª prueba, se realizo en el frente. El calculo, se realizo por: ? Método Iterativo, se realiza con las siguientes ecuaciones
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 17 ? Perforación de los 9 taladro
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 18 Diseño de Voladura en Cráter
? Voladura
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 19 Diseño de Voladura en Cráter
La 2º prueba: la resistencia a la compresión simple es 40.21Mpa, la perforación se realizo con una perforadora eléctrica de 1Hp y de 2Hp, con un barreno espiral de diámetro de broca de 25 mm, y una longitud de barreno de 3 pies. El explosivo que se uso era dinamita de 80% de 7/8” x 7”, el detonador es el fulminante Nº 6, y guía de seguridad de 3 pies. Se realizaron 1 perforaciones en frente, el RQD era 100%. Por el criterio de Dr. Hoek, se determina el esfuerzo Tensivo de la roca (Travertino)
? Análisis de resistencia de la roca (muestra in-situ) ? Método Directo, se realiza con las siguientes ecuaciones
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 20 Diseño de Voladura en Cráter
? Diseño del cráter 4.3 Desviaciones De Perforación. Las desviaciones de perforación afectan mucho en el diseño de mallas de perforación, porque varían el burden de diseño dentro de la perforación y afectan mucho en la fragmentación como y el avance del disparo, porque la eficiencia de voladura esta relacionada con la desviación porque a mayor desviación menor será la eficiencia de voladura o viceversa.
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 21 fuente: Simposioun de taladros largos; Altlas Copco 2005
4.3.1Factores Que Influyen En La Desviación De Taladros
A. Factores originados fuera del taladro: ? Error de posicionamiento del equipo. ? Error en la selección y lectura de ángulos. ? Error en la fijación de viga de avance.
B. Factores relacionados durante la perforación: ? Fuerza de avance. ? Rotación. ? Barrido de detritus. ? Percusión.
C. Factores dentro del taladro: ? ? ? ? Tipo de roca. Tamaño de grano. Fracturamiento. Plegamiento. D. Factores relacionados con el equipo: ? Condición mecánica de la perforadora. ? Regulación de la perforadora. ? Selección adecuada del varillaje de perforación. ? Afilador correcto y oportuno de las brocas.
En el grafico se muestra como afecta el tipo de herramienta a utilizar en la desviación de perforación, donde a una profundidad de 30m, la máxima
desv. (m.) y = 0.0031x + 0.0063x + 0.0007 R = 0.9997 Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 22 Diseño de Voladura en Cráter
desviación la tiene cuando se perfora con barras, y la mínima desviación se tiene cuando se perfora con D.T.H. (martillos de fondo). Para realizar un análisis de desviaciones en la perforación se utilizara este mismo grafico para calcular las desviaciones a distintas profundidades de perforación, asiendo uso de los datos que muestra el grafico.
4.3.2 Desviación de Perforación con Barra Para aproximar la desviación, cuando se perfora con barra se interpolara el grafico anterior, y se determinara la ecuación para calcular la desviación a una distinta profundidad. Perforación con barra 0.00 3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 long de perf (m.) PERFORACION CON BARRA
Desv-barra (m.) Polinómica (Desv-barra (m.))
2 2 En conclusión la ecuación que se muestra, se representara de la siguiente forma; Dpbarra ? 0.0031*L2 perf ? 0.0063*Lperf ? 0.007 Donde: Dpbarra ? Desviacion_ de_ perforacion_ con_ Barra Lperf ? Longitud _ de_ Perforacion
desv (m.) y = 0.0013x + 0.0078x + 0.0014 R = 0.9998 Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 23 Diseño de Voladura en Cráter
4.3.4 Desviación de Perforación con estabilizador Para aproximar la desviación, cuando se perfora con estabilizador se interpolara el grafico anterior, y se determinara la ecuación. Perforacion con estabilizador 0.00 1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 Long de perf (m.) PERFORACION CON ESTABILIZADOR
Desv-estabilizador (m.)
Polinómica (Desv-estabilizador (m.)) 2
2 2 En conclusión la ecuación que se muestra, se representara de la siguiente forma; Dpestabilizador ? 0.0013*L perf ?0.0078*Lperf ?0.0014 Donde: Dpestabilizado ? Desviacion_de_ perforacion_con_Estabilizador Lestabilizadof ? Longitud_de_Perforacion
4.3.5 Desviación de Perforación con D.T.H. Para aproximar la desviación, cuando se perfora con equipos D.T.H. se interpolara el grafico anterior, y se determinara la ecuación. Perforacion con DTH
desv (m.) desviacion (m.) y = 0.0004x + 0.0007x + 0.007 R = 0.9983 Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 PERFORACION CON DTH 0.00 0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05 Diseño de Voladura en Cráter
0.45
0.40 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 Long de perf (m.) Desv-DTH(m.)
Polinómica (Desv-DTH (m.)) 2
2 En conclusión la ecuación que se muestra, se representara de la siguiente forma; DpDTH ?0.0004*L2 perf ?0.0007*Lperf ?0.007 Donde: DpDTH ? Desviacion_de_ perforacion_con_ D.T.H. LpDTH ? Longitud_de_Perforacion
En resumen se obtiene una grafica aproximada. 3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 DESVIACIONES DE PERFORACION
Desv-barra (m.)
Desv-estabilizador (m.) Desv-DTH (m.)
Longitud de perforacion (m.) Este diagrama muestra como los aceros de perforación son afectados por la dirección de la estatificación de la roca, produciendo una sustancial desviación del taladro. Calculo del espaciamiento real entre taladros (S):
So ? 2Ro ?Dp
24
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5. APLICACIONES DE LA NUEVA TEORÍA DE CRÁTERES 5.1 En Voladura Subterránea ? En Galerías, Subniveles, Cruceros, Cortadas, By pass, Rampas En figura la primera malla de perforación; se realiza por voladura convencional y en la segunda malla de perforación; se realiza por voladura de cráteres.
Aplicación en la Mina el Cofre; La prueba de voladura en cráter se realiza en un frente de Dog Hole de 1.6*1.6m2 del Nv 100 del Sn 775N, la reasistencia de la roca Andesita es de 1200 Kg/cm2 con un R.Q.D. de 95.2% y una densidad de roca de 2.6 TM/m3, la perforación se realiza con un diámetro de taladro de 38mm, la voladura que se realiza en la caja techo es con Semexsa 65% de 22mm *180mm, y la iniciación de los taladros es realizado con pentacord de 3G. Voladura Convencional Voladura en Cráter
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Solución: ? Se Calcula el esfuerzo tensivo de la roca (?t)) por el criterio de Hoek y Bronw. ? Calculo de los parámetros de perforación y voladura en cráter
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? Diseño de la malla de perforación y voladura ? Sección de la después de la voladura; ? Fragmentación uniforme; diámetros de roca menor a 6 pulg.
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? En Chimeneas Convencionales ? En Chimeneas con Taladros Largos Voladura Convencional Voladura en Cráter
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Diseño de Mallas de Perforación y Voladura Diseño Drop Raising Diseño V.C.R. Diseño con Carga Cilíndrica Diseño con carga Esférica
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Aplicación Chimenas V.C.R. en Diferentes Minas Cía. Minera Bolibden 1951 Ing. Almagren, Ing. Benedik. Aplicación del Crater Cut para chimeneas se trabajó con los siguientes: Diámetro de taladro: 3.5”. Profundidad Optima: 0.85 mt. incrementándose 0.20mts en cada retardo. Longitud de carga : 0.45 mt. Peso del explosivo : 2.5 kg. Compañía Minera Volcan U.E.A. Paragsha Se hicieron una serie de pruebas, a partir del año 2001 en diferentes zonas de la mina: Zona IV, Nv 1800 cuerpo K337B, Zona I 800 Cuerpo Js, K327A en los niveles 800 y 1000, aplicandose VCR para las chimeneas-slot y Long Hole Blasting para la producción. Se hicieron pruebas en diferentes cortes hasta encontrar la mayor altura de cráter, con lo cual obtenemos la profundidad óptima.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 31 Diseño de Voladura en Cráter
? En Tajeos Aplicaciones Del VCR En Tajos De Diferentes Minas Del Mundo Mina Kild CreeK (canada) Yacimiento de oro; potencia hasta 180m, longitud de 600m, pendiente de 70º a80º. Cámaras de 20m de ancho y 30m de largo, abiertas en sentido longitudinal y transversal, con un desnivel de 100m. Entre las cámaras se dejan pilares de 25m de ancho. La perforación es con diámetro de 200 mm, con un burden de 4.5 m. Y 5m de espaciamiento. La cámara tiene una galería colectiva que enlaza con los embudos y se une a las galerías de transporte con recortes, provista para la extracción mecanizada.
Mina Stripa (Suecia) Yacimiento de mineral de fiero con ley de 50%, conformado por un gnéis homogéneo y con buenas cajas, pendientes de 23º y potencia de 20m. La preparación se inicia con un plano inclinado que comunica a la guía de cabeza, en mineral, por medio de rampas y también con los embudos, precorte, galería de acarreo, en la caja piso.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 32 Diseño de Voladura en Cráter
Los pisos tienen una altura de 50m. En la parte inferior se coloca los embudos separados unos 15m. Las cámaras tienen 50m de ancho por 20m de lato y largos mucho mayores. la perforación es en abanico, con 200m de largo.
Mina Mufulira (Zambia) Yacimiento de cobre con pendiente de unos 55º y 20m de potencia, con el techo generalmente bueno. Se preparan cámaras de 41m de largo y 50m de altura, separadas por pilares de 12m. Esta preparación se inicia con galerías en dirección en estéril a la caja piso, en el nivel superior y inferior, desde donde se precorta el yacimiento. Después y dentro de yacimiento, se avanza otras guías paralelas la techo y piso en la base de la cámara, se deja un pilar horizontal de protección (puente) de 15m de altura sobre la galería principal de transporte, se realiza en la caja piso paralela al yacimiento, esta galería se comunica por medio de draw point en el nivel inferior de la cámara, que es la galería de acarreo esta se enlaza por unas dos filas de embudos. Prqa tener un burden inicial de voladura, se perfora en el piso , en mineral una chimenea de 1.8m de diámetro. Los embudos se realizan con voladura convencional con perforación en abanico de 55mm de diámetro, realizado esto, queda un banco útil de 52m, que se disparan con taladros de 165mmm de diámetro y se cargan como se muestra en la figura.
Homestake Mining Company South Dakota 1981 Yacimiento de oro con distribución diseminada y variable en pizarras con cuarzo, pirita, arsenopirita y pirrotita. Con pendientes de 30º a 80º. Potencia entre 3m y 30m y longitud de 122m.con una resistencia ala compresión simple de 275 Mpa. Se explota por cámaras vacías de 45.7m de alto, 61m de largo y un ancho de 10.7m con voladura en V.C.R. La perforación se realiza con equipo D.T.H. de 165mmm de diámetro con mallas de perforación de 2.4*2.4m a 3.0*3.0m según el tipo de roca, y con inclinaciones entre 45º y 50º . En la voladura se rompen rebanadas de 2.47m con cargas de explosivo variables entre 2m y 1.2m, según las pendientes del los taladros de 50º a 80º. Comparación de costos y rendimientos con otros métodos de la mina.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 33 Diseño de Voladura en Cráter
Mina Alfredo (Huelva) Este yacimiento, formado por rocas cloríticas metamórficas, con mineralización de cobre, de estructura tabular, próxima a vertical. El yacimiento tiene una longitud de 400m, potencia entre 20 y50m y profundidad en vertical de 500m, desde la superficie. Para seleccionar el proyecto se ha realizado un proceso de optimización, con análisis financiero y técnico de las posibles alternativas. Estos estudios unidos a los de mecánica de rocas para la estabilidad de la mina condujeron aplicar las siguientes conclusiones: ? Camaras de 20m de ancho y pilar4es de 12.5m de ancho. Alturas de banqueo óptimos de 7m. El banco esta limitado por un puente de 4m en parte superior y inferior, alcanzando la cámara una longitud variable con la potencia de la clorita sobre 40m. La perforación es con 165mmm de diámetro. ? ?
? ? Mina Almaden (Ciudad Real) Yacimiento de cinabrio, formado por tres bancos de cuarcita mineralizada con pendientes de 80º. La primera caja es pizarra, pero pegado a la cuarcita lleva un sill de roca volcánica irregular, que llega a 1m de potencia y en ocasiones desaparece. El primer banco con potencia de 7 a 10m, viene un techo de 10m de pizarra y cuarcita. El segundo banco tiene 5m de potencia. Sigue otra intercalación de cuarcita de 5m y el tercer banco mineralizado de 4m. Al final de la caja techo es deleznable. La longitud es de 450m. Al disminuir la ley y aumentar la regularidad geométrica del yacimiento se ha decidido aplicarlas “cámaras vacías con voladura en cráter”(V.C.R.) Las cámaras tienen 5m de ancho y 35m de alto entre el nivel superior e inferior, y una longitud de 45m. La voladura se hace según las normas siguientes: ? ? ? ? ? Diámetro de taladros de165mm con una malla de 3*3m. Carga de 18kg por taladro, con una Do de 1.79m. Relleno y taco de agua en la parte superior y tapón en la parte inferior. Cada voladura arranca una rebanada de 4m con 36Kg por taladro. El consumo especifico de explosivo es de 0.65Kg/TM. Mina Rubiales (Lugo) Yacimiento de Plomo y Zinc mineralizado en una zona de intensa tensiones y deformaciones de unos 30m de espesor y pendientes casi vertical. Se presenta en forma de mineralizaciones en rosario e irregulares. El método empleado es de cámaras bacías con taladros largos, sistema V.C.R. Para la preparación de cámaras se avanza en el nivel superior una galería principal paralela a la dirección del yacimiento. Desde ella se recorta a intervalos para dividir el bloque en cámaras de 16m y pilares de 20m. Paralela Al nivel inferior se avanza una galería de acarreo desde donde se recorta al yacimiento para preparar los draw point y los embudos de las cámaras. Por debajo de este se prepara la galería de transporté general. Desde los niveles superiores se perforan taladros en abanico de 165mmm de diámetro que se vuelan por el sistema de cráter (V.C.R), Cada voladura arranca una rebanada de 3m de espesor en sentido ascendente.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 34 Diseño de Voladura en Cráter
Mina Bodovalle (Vizcaya) Yacimiento sedimentario de siderita en una formación de caliza, la ley es de 37% de Fe. La caja piso es de calizas arenosas(psamitas) y el techo es de margas (cayuela), en la zona de explotación el yacimiento tiene 350m de largo, 250m de alto y 60m de potencia. La extracción de mineral se hace por un plano inclinado de 700m de largo equipado con faja transportadora y el yacimiento se explota por cámaras de 25m de ancho, pilares de 20m con una longitud entre 60 y 270m y una altura de 60m.
Mina Luossavaara (Canadá) Se aplico el minado por V.C.R. el yacimiento era conformado por brecha, cuarcita porfiritica y sienita porfiritica con un RQD entre80% a 100%, para determinar le crater optimo se realizaron pruebas pequeñas con diámetro de 102 mm de diámetro con Riolita (TNT +Slurry) donde se determino para los taladros de producción de 165mm de diámetro: ? ? ? ? ? ? Profundidad critica de 4.15m. Distancia optima de 2.2 m. Radio de cráter de 2m. Espaciamiento entre taladros de 3m Avance por disparo de 2.7m. Factor de carga de 1.3Kg/m3 Mina Levack (Ontario) El minado por V.C.R. se utilizo para la recuperación de pilares de 49m de largo, 6m de ancho, y 20ª 26m de altura, el área de minado fue rellenado con relleno cementado con relación de 1:30 (cemento : arena)la perforación se realizo con 165mm de diámetro, se utilizo el Anfo para la voladura.
Mine Strathcona (Canada) Fue desarrollado por el método V.C.R. parta la recuperación de pilares de 61m de altura con ancho de 6.7m y 30m de longitud que fue explotado en dos niveles de la misma altura los cortes de voladura eran de 2.7m.
Mine Levack West (Canada) Se aplico el V.C.R. por términos de costo y producción donde se perforaron con diámetros de 165mm. Donde se tuvieron buenos resultados en la extracción en el tajo experimental. Mina Brichtree (Thompson) El cuerpo mineralizado de brichtree era irregular, es opta por el V.C.R. con dimensiones de bloque de 38m de largo, 33.5m de altura y con anchos entre 3 a 9mm, la perforaciones realiza con 152mm de diámetro. En la fase de voladura se ontubieron avances verticales de 3m.
Mina Centenal Los estudios compusieron a aplicar el V.C.R. en un tajeo experimental cerca de 43m de altura un ancho de 6m con una inclinación de cuerpo mineralizado de 75º con perforación de taladros inclinados, y la fragmentación fue buena ,al final de este método se obtuvo ventajas económicas.
Mina Pamour Porcupine Fue la primera mina de oro que adapto el metodo de V.C.R. en un pequeño tajo abierto para la recuperación de pilares de 36m.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 35 Diseño de Voladura en Cráter
Mina Abminco N.L. (Australia) Se exploto un pequeño cuerpo mineralizado de por debajo de la mina a tajo abierto cerca de 40m, la perforación se realizo desde la superficie desde 80 a 90m los taladro fueron de mucha importancia en donde se explotaron en dos tajos de V.C.R.
Cía. Minera Los Montes Ica-Perú 1982 – 1986 Se aplicó el Vertical Cráter Retrait para las chimeneas. Los primeros Drop Raises se hicieron en malla de 2.00 x 2.5m. con cuatro taladros interiores, cargados con Slurrex; Posteriormente se cambió la malla a 2.5 x 3.0m. con cuatro taladros interiores cargados con slurrex; Quedando finalmente la malla en 3 x 3m con solo tres taladros interiores. La productividad obtenida fue de 16TM/hombre-guardia 5.1 En Voladura Superficial ? En Bancos
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 36 Voladura en cráter Voladura convencional
5.2 Efectos del Cráter en mas de 1 Cara Libre ? Cuando el Burden =2 Radio Optimo del cráter
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 37 Diseño de Voladura en Cráter
? Cuando el Burden = Radio + Distancia optima del cráter Aplicaciones Del VCR En Tajo Mina Layout Este método fue aplicado por Clifton W. Livingston en 1973. en la mina Layout .
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 38 Diseño de Voladura en Cráter
Diseño de Malla de Perforación y Voladura 6. PROBLEMA APLICATIVO 6.1 El siguiente problema es un caso real que fue explotado por el método de explotación V.C.R. En la mina Almaden de la ciudad real, España, el yacimiento esta formado por el mineral de cinabrio, formando bloques de cuarcita mineralizados con un buzamiento de 80º, la caja es de pizarra, pero pegado a la cuarcita lleva un sill de roca volcánica irregular que llega a 1m. De potencia y en ocasiones desaparece. El primer block tiene una potencia de 7-10m. Tiene de techo 10m de pizarra y cuarcita, el segundo block mineralizado de 4m el techo al final es de pizarra deleznable. La longitud del tajo es 450m, al disminuir la ley y aumentar la regularidad geométrica del criadero se ha decidido aplicar por el método de V.C.R. Las cámaras tienen 5m de potencia y 35 de desnivel, la longitud del tajo es de 46m. En la selección de equipo de perforación será por D.T.H. con diámetro de 6?”, el explosivo que se utilizara es ANFO de una densidad de 0.85g/cc, de una presión de detonación de 50kbar. El yacimiento tiene un RQD promedio de 60%, una resistencia a la tracción de 80 Kg/cm2 y una densidad de mineral de 8.1 g/cc y una desviación de 1.5%.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 39 Diseño de Voladura en Cráter
Resolución: ? Calculo del diseño del diseño del cráter. ? Diseño del sistema de carguio. ? Diseño de la malla de perforación
? p ?? *Z *?1? ? p ? 0.079*80?1? Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 40 longitud Tj B potencia ore S 46 2.54 5 2.54 #tal /Tj ? ?#tal / fila?*?#tal /col? #tal /Tj ? 2*18 ? 36tal /Tj ? 18tal #tal /col ? #tal /col ? ? 2tal #tal / fila ? #tal / fila ? ? Diseño de los pilares Datos de campo: Z ? ?c Wp Wc h RQD = 80 m. (profundidad) = 8.1g/cc = 8100 Kg/m3= 0.079MPa = 1000Kg/cm2 = 100Mpa = 44m. ( se asume) = 46m. = 36m =60% – Se calcula la resistencia del pilar para un diseño longitudinal (?p) 46? ? 44? ? ? ? ? Wc ? Wp ? ? ? ? ? p ?12.93MPa – Se determina la resistencia media del pilar (?mp) ?mp ?k*?r K = cte; se determina por la siguiente diagrama. Si 44 36 ?1.22 ? Wp h
?Wc ?Wp? ?46 ? 44? ? 5 Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 41 Del diagrama K = 0.2 ?mp ?k*?c ?0.2*100?20MPa – Se calcula le factor de seguridad del pilar (Fs) ? 1 .55 ? 20 MPa 12 .93 MPa Fs ? ? mp ? p ? Fs nos indica que el pilar se mantiene estable a ese Wp asumido. ? Calculo del # de Tj a explotarse ? Lyacim 450 #Tj ?
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 42 Diseño de Voladura en Cráter
? TM rotas por corte TM /corte ? ? *a*l*Hc TM /corte ? 8.1*5*46*2.69 ? 5011.47TM /corte ? # corte por Tj 32 2.69*sen80º ?12cortes/Tj ? #corte/Tj ? HTj H c *sen? 684 5011.47 Explosicorte TM / corte ? 0.13Kg /TM Fc ? Fc ? ? Costo de operación y capital si rompen 5011.47 TM de mineral para el método de explotación por V.C.R ? TM rotas por Tj TM /Tj ??TM /corte?*?#corte/Tj? TM /Tj ? 5011.47*12 ? 60,137.64TM ? Kg de explosivo /corte Explocorte ? Explotal*#tal/corte Explocorte ?18*38? 684Kg/corte ? Total de Kg de explosivo por Tj ExploTj ? Explocorte*#corte/Tj ExploTj ? 684*12 ?8208Kg /Tj
? Factor de carga
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 43 6.2 Propuesta de diseño de chimenea V.C.R. para la Mina San Rafael, En esta propuesta se realiza un dieño de voladura en crater usando el nuevo modelo matemático a diferencia del diseño de malla perforación y voladura como es el drop raising usado en la mina san rafael, el diseño propuesto para un yacimiento de casiterita (Mineral de estaño) con una densidad de 3 gr/cm3, un RQD de 82%, una resistencia la compresión simple de 84Mpa y constante de roca (m) de 20, el buzamiento del mineral es de 50º con desnivel de 25m. La perforación sera realizada en el nivel superior del bloque de minado de una sección de 4*3.5m2con el equipo Mustang A-32 con un diámetro de broca de 114mm, y una longitud promedio del taladro de 33m Y de sección de chimenea de 3*3 m2. En la voladura se utilizara Exagel-E65 como carga esférica con densidad de 1.12 gr/cm3, un mini búster de 1/3 de libra para la iniciación y fulminante primadet de 100pies, cordón detonante, carmex y mecha rápida. Para el tapón de carguio se utilizara sacos y soguilla de yute. Para en taco se utilizaran los detritos de perforación y el relave de la mina. Y con todos estos datos se realízale diseño de chimenea V.C.R.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 44 Diseño de Voladura en Cráter
Solución Aplicando la nueva teoría en Cráter ? Se determina el esfuerzo tensivo utilizado el criterio de Hoek y Brown mediante el programa RocLab. ? (114 mm) (Confinado) (Exsagel-E 65) (Casiterita-Estaño) (Jv=10Fract/m)
(Casiterita) 4.50 1.12 5100.00 42.84 82.00 114.00 690.00 3.00 33.00 pulgadas g/cc m/s kg/cm2 % mm mm g/cc m. DTH (Barra, Estabilizador, DTH) 3.00 m. 3.00 m. 150.00 m. Minsur Luego se obtienen los siguientes datos para el diseño: DISEÑO DE VOLADURA EN CRATER Tipo de barreno: Ancho de labor: Largo de labor: Distancia a una zona critica: Lugar: Datos de Campo: Diametro del taladro: Densidad del explosivo: Velocidad de detonacion: Esf. Tensivo: RQD: Diametro del explosivo: Longitud del explosivo: Densidad de la roca: Longitud de perforacion:
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 45 ? Con esto datos se obtienen los siguientes resultado: Metodo Directo = 1.75 metros 1.24 metros = 4.22 metros 3 =
= 2.48 metros
2.01 metros = 2.63 metros Do/N 0.67 V/W 0.54 punto optimo del crater 0.67 0.00 0.50
0.40
0.30
0.20
0.10 0.60 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 Do/N V/W ?1 = R o ?D o* PoD ? * ?t*RQD 2D o 1 2 ? * Ro 2 * Do Vo ? * PoD ? t * RQD ? 3 Do ? * PoD ? t * RQD ? 2 N ? S o ? 2 R o S r ? 2 * R o ? Dp 2.63 metros 3.33 pie/Lb1/3 0.67 2.09 metros 0.69 metros 1.41 metros 7.89 Kg/tal 1.00 Cartuchos 0.31 Kg/TM 0.93 Kg/m3 72.83 Kbar Barra m. Estabilizadorm. 0.47 m. 1.41 % 1.00 1.00 5.00 4.00 31.55 Kg 26.70 m/Kg1/2 3.73 mm/s Chimenea 3*3 m2 Resultados. Profundidad Critica (N): Factor de energia (E): Relacion de Profundidad (Do/N): Longitud de taladro: Longitud de Carga: Longitud de taco: Peso de explosivo/taladro: Nº cartuchos/taladro: Factor de carga/tal: Factor de carga/tal: Presion de Detonacion: Dp con Barra/tal: Dp conn Estabilizador/tal: Dp con DTH/tal: Desviacion. Nº tal/fila: Nº tal/Columna. Nº de taldros: Nº de taldros/retardo: Total de explosivo/retardo: Distancia Escalada: Velocidad de Particula: Diseñado para :
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 46 ? También se puede realizar por iteraciones y realizar la curva idealizada de livingston. CURVA IDEALIZADA DE LIVINGSTON 0.00 0.50
0.40
0.30
0.20
0.10 0.60 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 Db/N V/W Nº de disparo
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 47 ? Diseño de malla de perforación y voladura para una sección de 3*3m2 ? Diseño de carguio de la carga esférica:
2 ?? 115m 1,96m m 2 1 3,92m 34 m m 34 2, 2, 1,5m 01 2, 3m m 1,5m 2, 01 T=0,88m Lc=0,68m Av =2,09m Do=1,75m T=0,3m t=0,3m T=0,88m Av =2,09m Lc=0,68m t=0,3m Do= 1,7 Lc= 5m 0,6 8m 50° Bz= Do=1,75m T=0,3m 3m =1 Do ,7 5m T=0 ,3 m t=0 ,3m 3m T=0 ,3m m 0,3 2 2 T= 0,8 8m 2 Av= ,09 m 0 Lc= ,68 m = Do 0 ,94 m t= 3,5m m T =0 ,88 m =2, Av 09m T=0 ,3m t= 0,3 m Lc= 0,68 m T= 8m 0,8 =2, Av 09m 34 34 ?? Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 48 ? 3,92m 1 4m 3m Nivel Superior Nivel Inferior Tajo Chimenea V.C.R. Caja Piso Caja Techo Seccion Longirudinal Seccion Transversal 2 1 3 6 5 4 7 8 10 9 11 12 13 16 15 14 3m 3m ??115mm 1 2 2 2 2 3m 3m ??115mm 1 2 2 2 2 ?? mm 115 3m m 1 15m 2 2 2 2 1,5m 2, m 1,96m 3m 2, m ?? 115mm Después de realizar un levantamiento topográfico del nivel superior e inferior se procede a diseñar el proyecto planeado para la ejecución de la chimenea V.C.R. en donde se puede observar 16corte de voladura en cráter que se realizará para la culminación de la chimenea. 1,5m 3m 3m ? El pintado de la malla en el nivel superior será la proyección de los taladros inclinado que intersectan en la base del nivel de perforación como se muestra en el siguiente grafico de donde se obtiene un espaciamiento de 2.34*1.96m esto a causa del buzamiento del mineral:
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 49 ? En la perforación se pronostica una desviación promedio de 1.41% (0.47m) para una longitud de taladro de 33m, entonces el ángulo de perforación será 49.2º en ves de 50º para evitar que el taladro comunique fuera de punto de comunicación proyectado del nivel inferior. ? Para el inicio de la voladura en cráter del 1ro corte, en el nivel inferior se realiza para perfilar la cara libre para los siguientes disparos.
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 50 ? Para la voladura en cráter desde el 2do al 20vo disparo se realiza según el diseño planeado para una sección de 3*3m2 ? En el ultimo disparo (21vo) de la chimenea V.C.R. se observa el doble efecto de la voladura en cráter, a causa del las dos aras libres que se formo, y el diseño es como se muestra en el plano.
Diseño de Voladura en Cráter Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 51 ? En el siguiente cuadró se muestra el costo de operación propuesto para culminación de la Chimenea V.C.R. Según la fuente de Simplified Cost Models For Prefeasibility Mineral Evaluations. Thomas W. Camm. 7. Conclusiones ? Este diseño de voladura en cráter usando una nueva teoría es mas practica que la teoría de Livingston. ? Los parámetros de Livingston, que determino sobre factor de energía de deformación (E) y relación de profundidad (Db/N), cumplen con esta nueva teoría. ? El cantidad de explosivo es eficiente para la fragmentación de la roca. ? Las pruebas de campo han demostrado que la teoría coincide en la practica. ? La pruebas de voladura en cráter son aplicables en tipos de roca plásticas y elásticas. ? En la voladura se obtiene un daño controlado. ? En cuanto a la contaminación, los gases producido es mínimo por el poco explosivo utilizado y que esto facilitara la ventilación de las labores.
Investigado por: Rene W. Ojeda Mestas Ingeniero de Minas CIP:110595 52 Diseño de Voladura en Cráter
? Su aplicación puede ser a gran escala en voladuras horizontales, inclinados, y verticales en el techo, y desfavorable en voladura en el piso por su poco avance cuando se tiene una sola cara libre. ? En el diseño de malla en un frente, el burden se encuentra dentro del taladro y el espaciamiento entre taladros en todo el frente. ? El orden de encendido de las cargas esféricas es simultaneo para toda una sección de voladura en cráter, es decir, con retardos de periodo corto. ? Para la iniciación de voladura es necesario el uso de accesorios de voladura como: Fanel o tecnel, y cordon detonante principalmente. ? Los costos de perforación y voladura en cráter son más bajos que los costos en una voladura convencional.
8. Recomendaciones: ? Utilizar los datos geomecánicos lo más exacto posible en cada frente ha utilizarse esta nueva teoría, para evitar los tiros soplados en el frente. ? Utilizar la velocidad de dotación y densidad del explosivo, para determinar la presión de detonación. ? No utilizar guía y fulminante para detonar las cargas esféricas, si no mas bien solamente para iniciar al fanel o cordón detonante. ? Para el diseño de malla de voladura utilizar le criterio de las caras libres ya explicados para aprovechar mejor el efecto de ondas que genera el explosivo en función a la cara libre.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
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21. 22. Diseño Y Evaluación De Voladura: ASP Blastronies S.A. (Chile) Explotación Subterránea, Métodos Y Casos Prácticos: F.I.M. U.N.A. – Puno Explosivos Convencionales Y Accesorios Para Voladura: Exsa. Explosivos Accesorios al servicio de la voladura: Samex. Explosivos: Famesa. Fundamentos De Mecánica De Rocas: D. F. Coates Geomecánica: Dr. Evert Hoek. Manual De Perforación Y Voladura De Rocas: Instituto tecnológico GeoMinero. Manual Practico de Voladura: Exsa. Manual De Explosivos: Dinasol Mecánica De Rocas Aplicada A La Minería Metálica: Instituto geológico y Minero de España. Mining Engineering Handbook: S.M.E. Mine Layout Aplicable To Natural Resources Development: Patentent Clipfton W. Livingston. Mining Meted Using Control Blasting: Patentent Clipfton W. Livingston. Manual De Túneles Y Excavaciones Subterráneas: Instituto tecnológico GeoMinero. Simplified Cost Models For Prefeasibility Mineral Evaluations. Thomas W. Camm. Tronadura & Geomecánica Hacia La Optimización Del Negocio Minero: Antonio Karzulovic L.(Dyno Nobel) Techniques in Underground Mining: Richard E. Gertsch and Richard L. Bullock, Published by SME, in 1998 ,836 pages, 1 volume. Tecnología de Explosivos: M.Sc. Ing. Alfredo Camac Torres. Underground Mining Methods; Engineering Fundamentals and International Case Studies: William A. Hustrulid, Richard L. Bullock, Published by Society for Mining, etallurgy, and Exploration, in 2001 728 pages, 1 volume. Voladura De Rocas: M.Sc. Ing. Alfredo Camac Torres. Voladuras: Dr. Calvin J. Konya, Ing Enrique Albarran N.
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