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Sistema de detonación electrónica DAVEYTRONIC SP

aplicaciones en el Peru

p.2

Acerca de Davey Bickford.

El Detonador DaveyTronic IV

Ventajas del detonador electronico

El Sistema de iniciacion digtal Daveytronic SP

Aplicaciones en mina Yanacocha

Aplicaciones en Cuajone y Antamina

Conclusiones

Indice

p.2

A history of Innovation

3

2010 DAVEYTRONIC SP 2009 DAVEYTRONIC Remote Blaster 2008 DAVEYTRONIC Blasting Software D2D 2005 DAVEYTRONIC II 2004 New Generation Non-Electric Shock Tube 2002 GTMS Igniter for Car Passive Safety 1999 PTMS Igniter for Car Passive Safety 1998 DAVEYTRONIC® Electronic Detonator 1971 Air Fighter Jettison Systems 1920 Electric Detonator 1906 Invention of the Detonating Cord 1831 Invention of the Bickford Safety Fuse

1990

1960

1957

1940

1900

1880

1886

1831

William Bickford

Invented the safety fuse for

igniting gunpowder in 1831

Nuestra Presencia

© Davey Bickford 2011 4

© Davey Bickford 2011 5

Una red global de ingenieros de campo y técnicos con experiencia única en voladuras electrónicas

Las mas grandes compañías confían en nuestros

productos

Expertise Técnica

• Gracias a una red internacional de ingenieros de voladura, el equipo Davey Bickford posee mas de 20 años de experiencia en voladuras digitales en diversas operaciones, desde UG a Open Pit, desde minas metalicas a minas de carbon, tambien como canteras y obras civiles.

• Ademas, Davey Bickford ha creado una nueva division global bajo la direccion del VP Global Technical Services, Dr. Bill Adamson, dedicada a crear e implementar servicios de valor agregado.

• Davey Bickford siempre propone alternativas para optimizar los patrones de voladura, y asi reducir los costos globales de la operacion.

Como Davey Bickford se Diferencia

6

7

EL DETONADOR ELECTRONICO DAVEYTRONIC IV

Pyrotechnic delay detonator

Electronic delay detonator

Pyrotechnic delay detonator

Electronic delay detonator

Electric Pyrotechnic Delay Detonator

Shocktube Pyrotechnic Delay Detonator

Electronic Delay Detonator

0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1

Electronic vs conventionals

ID Unico

De 0 a 14,000 ms

Diseño robusto

HD version

The Detonator

Line input

Power Supply

Capacitor

Firing Capacitor

Fusehead ASIC ESD

Protection

Cannot be charged by an external power

source

Charged by the line

B94A2F

VENTAJAS DE LOS DETONADORES ELECTRONICOS

Tiempo de retardo programable

Cero dispersion de los tiempos de retardo

Facil conecion independiente de la

secuencia de detonacion

Comprobacion antes del proceso de

voladura e iniciacion remota

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011

PRUEBA DE DISPERSION

Detonadores electrónicos Vs pirotécnicos

Se disponen 10 estacas, cada una tiene en la parte inferior un detonador

electrónico y en la parte superior un pirotécnico.

NONEL 400 MS

DAVEYTRONIC 400 MS

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011

ARREGLO PARA LA FILMACION DE ALTA VELOCIDAD

Detonadores electrónicos Vs pirotécnicos

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011

DAVEYTRONIC

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011

Daveytronic

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011

Prueba de dispersion

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011

Daveytronics/ms

Pyrotechnics/ms

Grade Stake

400 400 400 400 400 400 400 400 400 400

421 419 412 413 405 428 383 417 411 405

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Daveytronic/ms

Pirotécnicos/ms

N° estaca

ANALISIS DE LA DISPERSION EN DETONADORES PIROTECNICOS

Numero de detonador 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Retardo Nominal (De etiqueta) ms 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400

Retardo Real (Medido) ms 405 411 417 383 428 405 413 412 419 421

Dispercion ms 5 11 17 -17 28 5 13 12 19 21

Porcentaje de dispersion % 1.25% 2.75% 4.25% -

4.25% 6.54% 1.23% 3.15% 2.91% 4.53% 4.99%

2.74%

(+17) (+17) (+17) (+17) (+17) (+17) (+17) (+17) (+17)

Retardo de secuencia entre pozos ms 0 17 34 51 68 85 102 119 136 153

Tiempo Nominal de detonacion ms 400 417 434 451 468 485 502 519 536 553

Tiempo Real de detonacion ms 405 428 451 434 496 490 515 531 555 574

ANALISIS DE DISPERSION EN DETONADORES PIROTECNICOS

400 ms 417 ms 434 ms 451 ms 468 ms 485 ms 502 ms 553 ms 519 ms 536 ms

405 ms 428 ms 451 ms 434 ms 496 ms 490 ms 515 ms 574 ms 531 ms 555 ms

ALTERACIÓN DE LA SECUENCIA DE DETONACIÓN

Secuencia diseñada:

Secuencia real:

+ 6.54% Avg. dev. + 2.74%

574 153 421 555 419 531 412 515 413 490 405 496 428 434 383 451 417 428 411 405 405 0 17 34 51 68 85 102 119 136

… y si agregamos un tiempo entre pozos de 17 ms ?

Simulación de la voladura usando los tiempos del detonador pirotécnico

1 2 4 3 6 5 7 8 9 10

- 4.25%

Barrenos fuera de secuencia Mala fragmentacion Potential Flyrock Aumento de vibracion y presion de aire Alteracion de la columna

Pobre fragmentación de roca

Incremento en sobretamaño (bolones)

Elevados niveles de vibración

Daño en paredes

Mayor potencial de proyección de rocas

Mayores costos de excavación y chancado

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011

EFECTOS DE LA INEXACTITUD EN VOLADURAS DE SUPERFICIE

21

EL SISTEMA DIGITAL DE DETONACION DAVEYTRONIC SP

Sistema Daveytronic® SP - Generalidades

Detonador y cable Hardware Software

Programming Unit

Remote Blaster

D2D The Det

Connectors

The Wire

Blast Driver

Completamente integrado

Autosuficiente

KISS!

Control total

Inalambrico

Software de diseño

A simple to use blasting system

1,000 dets

6 modos de programacion

Test de linea o de bus

Almacenamiento de datos

RFID

Caracteristica de respaldo exclusiva

The Programming Unit

1,500 dets

Inalambrico

Status LED indicator

Repeater

SynchroBlast™ (4,500 detonators)

RFID

The Blast Driver

Range : 5,000 m - 3.1

mi

Remote controler

Multiblast

Synchroblast™

LCD, audio

Cut-off monitoring, firing energy

control

RFID security key and data transfer (Cable-

less)

The Remote Blaster

Range : 5,000 m - 3.1

mi

27

BHP Escondida, Chile

Multiblast

28

Synchroblast

1

2

3

4

5

6

7

EMI, ESD, RF, proteccion contra descargas,

Encapsulamineto contra la presion dinamica

PU con limite de potencia

Safety by electronic design:

Pricipio de los 2 condensadores (Patented)

Interruptor inteligente (Patented)

Safety

1- Power ON 2- Tcharge closing 3- Tdischarge opening 4- Firing Capacitor charge 5- Firing charge level check 6- Smart shunt opening 7- Tfire closing

Traceability control

Unique ID for each detonator. Track & Trace data records

Event Recorder

Impregnable communication

Must use dedicated BD/PU,

Encoded communication Unique ID

Event Recorder Impregnable

communication Dedicated firing device

Security

D2D

BLASTPLAN

Blast Software

32

APLICACIONES EN LA MINERIA PERUANA

p.33

APLICACIONES EN YANACOCHA

p.33

En Julio del 2012 se iniciaron

las pruebas del detonador,

solo en el tajo “La Quinua-

Tapado Oeste”.

Desde Enero del 2013 se

viene disparando en todos los

tajos de la mina. Y desde abril

se cuenta con un contrato de

suministro del detonador

Daveytronic IV y de servicio

de detonación digital con el

sistema Daveytronic SP, en el

100 % del consumo de la

mina.

34

1. DISEÑO DE SECUENCIAS DE DETONACION

Diseño para controlar la dilucion de mineral.

Diseño para el cuidado de la pared

Diseño para el cuidado de estructuras cercanas

1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.

1.1. OBJETIVO y ESTRATEGIA

35

1. Evitar el desplazamiento de los fragmentos fuera del poligono de mineral. En el peor de los casos, cuando

el poligo de mineral esta rodeado de roca esteril (Fig 1).

2. La estrategia es dirigir el desplazamiento de cada burden hacie el centro del poligo (Fig 1). Las curvas de

isotiempo de la figura 2 nos dan una idea grafica de la forma del apilamiento deseado.

Fig.1 Fig.2

1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.

1.2. SECUENCIA DE LA DETONACION.

36

2

1

1. Se establece como inicio un taladro al centro del

polígono y se van generando alivios concéntricos.

2. Si la roca es “dura” se emplean tiempos cortos entre

pozos (4-8 ms) y si es “suave” se emplean tiempos

mayores del orden de 51 ms.

3. Entre filas se retarda con 180 ms.

4. Los taladros que queden al contorno del poligono o al

final de la secuencia se retardan mas aun, con 250 a

300 ms. Esto produce una notable separación con el

resto de la voladura.

Fig.3

Fig.4

1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.

1.2. PROGRESO DE LA DETONACION.

37

1. Blastplan nos permite simular y analizar paso a paso (Fig. 5) el progreso de la

detonación y de esta manera ir comprobando gráficamente el criterio que

estamos aplicando (Fig.3).

Fig.5

Fig.4

1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.

1.2.ISOTIEMPO Y ALIVIO.

38

1. Para esta zona se analiza las curvas de isotiempo (Fig. 6) y el alivio (Fig.7).

Fig.6 Fig.7

OTRO DISEÑO – POR ZONAS

39

A menudo es necesario hacer distintos diseños para voladuras con diferentes

propósitos, por ejemplo: Diseño de producción, o en rampa, precorte, etc. Para

esto se crean zonas que nos permiten administrar por separado el diseño de

cada una.

DISEÑO DE SECUENCIA DE DETONACION POR ZONAS

40

De acuerdo a criterios de control de daños por vibraciones, cuidado de

estructuras (pozos de bombeo) u objetivos de fragmentación, el ingeniero de

Davey Bickford simula un conjunto de escenarios variando el tiempo entre

pozos, tiempo entre filas, punto de inicio, dirección del desplazamiento, etc.

Finalmente este diseño es aprobado por un ingeniero de perforación y voladura

de minera Yanacocha.

41

CALCULO DE TIEMPOS DE DETONACION

Con todos los barrenos conectados y debidamente secuenciados, es

posible calcular el tiempo de detonación de cada uno.

1. La flecha indica la dirección de la secuencia de detonación

2. El numero en negro es el tiempo entre posos y filas.

3. El numero en rojo es el tiempo de detonación calculado por Blastplan.

42

SIMULASION Y ANALISIS

Con los tiempos de detonación de cada pozo se puede hacer una

simulación que nos permite visualizar el progreso de la detonación y decidir

cambios de acuerdo a nuestro propósito (Eliminar acoplamientos, fallas en

la secuencia, dirección del desplazamiento, etc.). En la pantalla, los pozos

que van detonando se van pintando de rojo.

43

LINEAS DE ISOTIEMPOS

Otro tipo de análisis que nos proporciona Blastplan es las líneas ISOTIEMPO.

Este tipo de análisis, en Yanacocha, es particularmente útil cuando se

requiere direccionar el desplazamiento del mineral y controlar la dilución.

Las regiones con líneas mas juntas, nos indican zonas con mayor alivio.

44

BURDEN ALIVIO

Además, con Blastplan podemos calcular el Alivio en milisegundos por

metro (ms/m).

Una escala de colores, muestra las regiones con menor y mayor alivio.

45

ACOPLE DE BARRENOS

Un ultimo e importante paso es la búsqueda de barrenos que estén detonando “al mismo

tiempo” o dentro de una ventana de tiempo (empezamos con una ventana de 5 ms y de acuerdo

a la magnitud del disparo, el análisis puede terminar en una ventana de 1 ms).

Blastplan muestra el acople de barrenos y el tiempo en que se producen, además los resalta

pintando de rojo los pozos, en la vista de diseño. De esta manera uno puede cambiar

puntualmente la secuencia de los pozos en cuestión de tal manera que la secuencia en general

no se vea muy alterada.

46

PLANOS DE PROGRAMACION DE DETONADORES EN CAMPO

PLANO DE TIEMPOS

Este plano se emplea para asignarle el tiempo de detonación correspondiente a

cada detonador en cada barreno, georeferenciado con el numero barreno.

47

PLANO DE SECUENCIA

En campo este plano puede resultar de mucha utilidad, sobre todo si se

encuentran barrenos que se perforaron a ultima hora y no se tenia en el

sistema. Entonces uno podría determinar manualmente su tiempo de

detonación, respetando la secuencia.

p.48 p.48

MAS CAPACIDADES POR APROVECHAR

PREDICCION DE LA VIBRACION

Recientemente, hace una semana hemos empezado a usar una potente

función de Blastplan para predecir el nivel de vibración en un punto de

observación dado. Puesto que la mina cuenta con modelos de vibración,

vamos a hacer uso de las constantes “K” y “a” ya determinadas para hacer

predicciones en las zonas de interés.

49

2. PROGRAMACION Y CONEXION DE LOS DETONADORES

2.1. PROGRAMACION

50

1. PRIMERO:

En modo de programación manual, se debe digitar en el teclado numérico , para ingresar el tiempo de

detonación del detonador que se esta programando. Por ejemplo 3215 ms.

2. SEGUNDO:

Cada detonador es marcado como ya programado, tanto en el plano como en la cubierta del conector de

plástico.

2.2. CONEXION

51

1. PRIMERO

El cable de conexión (verde-amarillo) une a todos los detonadores mediante el conector anaranjado.

2. SEGUNDO

Una vez conectado el cable y cerrado el conector se sella con una sustancia impermeable de goma.

CONEXIÓN DEL PROYECTO DE VOLADURA

52

Detonadores conectados al

cable de conexión.

Cable de conexión

CONEXIÓN CON EL MANEJADOR DE LA VOLADURA

53

PROYECTO DE VOLADURA

3. PROCESO DE DETONACION INALAMBRICA

54

4. PROCESO DE DETONACION INALAMBRICA.

55

Fig.1

Fig.2

MINA YANACOCHA

MINA ANTAMINA MINA CUAJONE

5. FRAGMENTACION

56

COMENTARIOS GENERALES DEL ANALISIS

Los tiempos utilizados en la secuencia de voladura fueron:

Tiempo/taladros = 4 ms; Tiempo/filas = 180 ms

La toma de fotografías para el análisis de fragmentación corresponde al frente

de minado del polígono SGBS - C - 561, este material es mineral para la prueba

de Bioleach.

Los resultados de análisis de fragmentación indican un:

Pasante al 80% = P80 = 6.60 cm = 2.60 pulgadas

Tamaño característico = Xc = 8.99 cm = 3.54 pulgadas

Índice de uniformidad = n = 1.53

PARÁMETROS DE DISEÑO Y CARGUÍO

DIÁMETRO DE TALADROS (PULGADAS) 10 5/8”

B x S (METROS) 6.0 x 7.0

LONGITUD DE CARGA (METROS) 5.5

CARGA POR TALADRO (kg) 371.5

EXPLOSIVO HA 65/35

TACO TOTAL (METROS) 6.0

FACTOR DE CARGA (Kg/Tn) 0.442

TIPO DE MATERIAL Sulfuros

DENSIDAD DE MATERIAL 2.0 gr/cc

DUREZA Duro (fracturado)

6.0 m

TACO

5.5 m.

HA 65/35

ALTURA PROMEDIO

11.5 METROS

UBICACIÓN DE LA ZONA

FRENTE DE MINADO 3782

POLIGONO SGBS - C - 561

FOTOS ANALIZADAS

La escala empleada para el análisis de fragmentación fue una pelota de 12 pulgadas. Equivalente a 30.48 cm.

Escala = 30.48 cm

CURVA GRANULOMÉTRICA

Xc = Tamaño Característico = 6.60 cm = 2.60 pulgadas

P80 = Pasante al 80% = 8.99 cm = 3.54 pulgadas

n = Índice de Uniformidad = 1.53

P80 = 8.99 cm = 3.54 pulgadas

VOLADURA INICIACION POLIGONO MATERIAL P80 (cm) XC (cm)

FACTOR DE CARGA (KG/TON)

31/01/13 ELECTRÓNICO SGAA - C - 674 Sílice Masiva ,Sulfuros 15.4 10.0 0.442

31/01/13 ELECTRÓNICO TGW - C – 676 Sílice Masiva , Argilico 16.0 11.3 0.442

31/01/13 ELECTRÓNICO TGW - C – 676 Argilico Avanzado ,Sulfuros 23.0 16.2 0.442

31/01/13 ELECTRÓNICO TGW - C – 676 Argilico, Silice Masiva 15.3 10.4 0.442

31/01/13 ELECTRÓNICO TGW - C - 676 Argilico, Silice Masiva 30.8 7.6 0.412

31/01/13 ELECTRÓNICO TGL - C - 675 Silice Masiva 31.2 20.8 0.412

31/01/13 ELECTRÓNICO SGAA - C - 674 Sílice Masiva ,Sulfuros 16.0 11.5 0.438

31/01/13 ELECTRÓNICO SGBS - C -671 Sílice Masiva ,Sulfuros 14.9 10.6 0.438

31/01/13 ELECTRÓNICO SGBS - C -672 Sílice Masiva , Argilico 18.1 12.5 0.442

19/02/13 ELECTRÓNICO TGW - C - 559 Argilico avanzado ,Sulfuros 14.0 10.2 0.442

19/02/13 ELECTRÓNICO AGWs - C - 556 Sílice Masiva , Argilico Avanzado, sulfuro 10.2 6.9 0.531

19/02/13 ELECTRÓNICO TGW - C - 559 Argilico avanzado ,Sulfuros 13.1 7.9 0.438

19/02/13 ELECTRÓNICO AGWs - C - 556 Argilico Avanzado, sulfuro 9.8 5.9 0.531

19/02/13 ELECTRÓNICO TGW - C - 557 Argilico avanzado, silice masiva 11.1 8.1 0.438

19/02/13 ELECTRÓNICO AGWs - C - 555 Sulfuros, silice masiva 8.3 6.4 0.438

19/02/13 ELECTRÓNICO SGBS - C - 554 Sulfuros, silice masiva 15.5 10.5 0.442

23/02/13 ELECTRÓNICO SGBS - C - 561 Sulfuros 9.0 6.6 0.442

19/02/13 ELECTRÓNICO SGBS - C - 553 Sulfuros, silice masiva 10.8 8.1 0.442

23/02/13 ELECTRÓNICO SGBS - C - 562 Sulfuros, silice masiva 10.2 7.0 0.438

19/02/13 ELECTRÓNICO AGWS - C - 558 Sulfuros, silice masiva 12.2 8.6 0.400

27/02/13 ELECTRÓNICO AGWS - C - 565 Sílice Masiva , Argilico Avanzado, sulfuro 11.8 7.9 0.438

27/02/13 ELECTRÓNICO AGWS - C - 570 Argilico avanzado, silice masiva 13.2 9.3 0.438

1/03/13 ELECTRÓNICO OHMB - C - 569 Silice Masiva 7.3 5.5 0.438

1/03/13 ELECTRÓNICO AGWs - C - 574 Sílice Masiva_ Argilico Avanzado 11.8 7.9 0.438

HISTORIAL DE ANALISIS DE FRAGMENTACION

VIBRACIONES

Distancia = 721.6 m

VPPV = 4.1 mm/s

Disparo TO 3528-3540 (05-12-12)

Valores Máximos

Resultado de las Mediciones

Conversión de los límites de aceleración a m/s2 usando el valor de g = 9.81 m/s2

Todos los resultados de

aceleración monitoreados en

el Molino, se encuentran por

debajo de los valores límites.

Valores Límites en

aceleración

Resultado de las mediciones en Planta Gold Mill

p.66

CONCLUSIONES

p.66

Esta es una solucion tecnologica para aquellos problemas de la voladura relacionados con

la exactitud de la secuencia de detonacion.

La aplicación de la tecnologia electronica digital a un proceso estocastico como la

voladura, nos proporciona una herramienta de control.

La programabilidad y exactitud de los detonadores en conjunto con el software de diseño,

porporcionan flexibilidad en la etapa de diseño de secuencias de detonacion.

La fragmentacion, vibracion y otros efectos pueden ser mejor controlados.

El precio mayor respecto a un detonador pirotecnico convencional y las ventajas

mencionadas van en beneficio de una reduccion de costos global de la operación de

minado.

¡ Muchas gracias por su atención !

Romel Villanueva L.