presentación mina casapalca 2014.pptx

«Voladura en Frente y Taladros Largos con EXAMON-P»

Ing. Edgar Anaya

CIA MINERA CASAPALCA

Ing. Edwin Cereceda

Perforacion

Explosivos

Tiempos deSecuencia

Resultados

Tipo de roca

Diseños P&V

VARIABLES CLAVES EN VOLADURA DE ROCAS

GEOMECANICA MACIZO ROCOSO

Lima - Perú SOPORTE TECNICO - EXSA S.A.

La calidad de masa rocosa esta definido por 3 sistemas de clasificación los cuales son:

1.- Sistema Q (índice de calidad de la roca) BARTON - 1974

2.- Criterio RMR (valoración de la masa rocosa) BIENIAWSKI - 1989

3.- Criterio GSI (índice de resistencia geológica) HOEK - 2000

Según estos criterios de clasificación geomecánica se han establecido tres tipos de roca según se muestra en el cuadro.

Tipo de masa rocosa Clasificación geomecánica

Calidad Buena Q > 5RMR > 60GSI = MF/B, F/R, LF/M, F/B, LF/R, LF/B y LF/MB

Calidad Regular 5 > Q > 0.5RMR [35 - 60]GSI= IF/R, MF/M, F/MM, IF/B, MF/R, F/M

Calidad Mala Q < 0.5RMR < 35GSI = IF/M, MF/MM, IF/MM, T/M, T/MM.

APLICACIÓN A LA VOLADURA


INDICE G.S.I INDICE RMR CALIDAD ROCA

semidura

INTENSAMENTE FRACTURADA/POBRE (IF/P) 25 - 35INTENSAMENTE FRACTURADA/MUY POBRE (IF/MP) 15 - 15

35 - 45MUY FRACTURADA/MUY POBRE (MF/MP) 25 - 35

MALA

REGULAR

MUY FRACTURADA/BUENA (MF/B) 55 - 65

FRACTURADA/BUENA (F/B) 65 - 75FRACTURADA/REGULAR (F/R) 55 - 65

dura

BUENA

friable fragil

semidura friable

Muy dura

FRACTURADA/POBRE (F/P) 45 - 55MUY FRACTURADA/REGULAR (MF/R) 45 - 55MUY FRACTURADA/POBRE (MF/P) 35 - 45INTENSAMENTE FRACTURADA/REGULAR (IF/R)

PERFORACION


ACEROS DE PERFORACION

Shank Adapter(

Coupling

Barreno (trasmisor) Broca (aplicador)

APLICACIÓN EQUIPO LIVIANO APLICACIÓN EQUIPO MECANIZADO

PERFORACION CON JUMBO


aØ alivio

a= 2Ø

a= 1.5Ø

a= 1.25Ø Roca dura

a= Ø

a= 1.75Ø Roca semidura/fragil

Roca friable/frágil

Roca semidura

Roca muy dura

102mm

76mm64mm

51mm45mm

38mm

22.52017.51512.5107.55

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Kg./m

cm.

Máxima distancia por diferente diámetro de alivio

Ø

DISEÑO DEL ARRANQUE

Calculando el diámetro equivalente de un solo alivio el cual contenga el volumen de todos los taladros de alivio, bajo la siguiente ecuación:

D eq : Diámetro equivalente. (mm)Daliv : Diámetro de alivio. (mm)N : Números de taladros de alivios.

Entonces para calcular la distancia del primer burden será igual a:



CALCULOS DE REPLANTEO DE BURDEN ROCA DURA R M R 60TEORIA DE KONYA quien después de haber realizado pruebas experimentales plantea una ecuación. D eq = D aliv √ N

Entonces para calcular la distancia del burden será: B=k x D eq

D eq = 102 √ 2 D eq = 102 √ 3 D eq = 102 √ 4

D eq = 102x1.41 D eq = 102x1.73 D eq = 102x2

D eq = 144mm D eq = 176mm D eq = 204mm

a = 1.25 x D aliv B = 1.25 x 144 B = 1.25 x 176 B = 1.25 x 204

a = 1.25 x 102 B = 180mm B = 220mm B = 255mm

a = 13cm B = 18cm B = 22cm B = 25cm

R = 0.2 m R = 0.3 m R = 0.4 m

R RR

ARRANQUE EXSAGONAL «BURDEN» SEGÚN EL TIPO DE ROCA

Roca Semidura ( > 50 RMR)

Roca Suave ( > 30 RMR)

Roca Muy Dura ( < 70 RMR)

ARRANQUE EXSAGONAL BURDEN en función Dureza Roca

Roca muy dura: 20 cm (RMR > 70)Roca dura: 25 cm (RMR = 60)

Roca Semidura: 30 cm (RMR < 50)Roca suave: 40 cm (RMR < 30)

ARRANQUE EXSAGONAL

Arranque de diseño de campo

Propuesto Nv. 300 Gal. 775

Criterios básicos

Criterios para evitar decensibilizacion y detonación por simpatía

Criterios básicos


Criterios para evitar decensibilizacion y/o detonación por simpatía

PERFORACION


PINTADO DE MALLA PARA PERFORACION

PERFORACION


72 72140 16 140

B

92 2 8 92

3272 72

140 140

120 92 120

220 220

0.60m 0.90m 0.90m 0.60m

0.50

m

220 220 220

1.00

m

120 180

1.00

m0.

50m

180 120 92

180 180 180

MALLA STANDAR RAMPAS 4.50 X 4,50LONGITUD DE PEFORACIONRMR.Nº DE TALADROS DE OPERACIONESNº DE TALADROS DE ALIVIO CORONA

Nº DE TALADROS DE ALIVIO ARRANQUE

TOTAL TALADROS

ARRANQUE

40-45

3.60

46

3844

1

147

36

3648

48

92

92

240 240

5656

72

72 120

140

288 288

220 220

180 180140

120

140

340

340

340 340

340

400 400 288 400 400

240 240

Conocer las características propias del explosivo con el fin de determinar su correcta utilización, principalmente en función de las propiedades geoestructurales y geomecánicas de la roca en que se realizará la voladura observando sus características funcionales y características prácticas.

i. Características rompedoras: Densidad

Velocidad de detonación (VOD)

Presión de detonación (PD)

Fuerza o potencia

Diámetro crítico

Balance de oxígeno (BO)

Objetivo

ii. Características energéticas: Trabajo de expansión de los gases

Volumen de gases

Presión de explosión

Características Funcionales

Características Practicas Sensibilidad

Resistencia al agua

Tolerancia a la presión

Para cumplir con lo señalado, al margen de la observación y medición en terreno, se consideró el uso de técnicas de monitoreo y de software especializados que faciliten la toma de decisiones.

E.C.E

Arranque con dos Alivios

Frentes: Arranque con 2 Alivios

Avance M 2.3 2.85 2.65 2.60 2.3

Volumen Roto m3 47.08 56.26 54.70 49.19 47.61

Tonelaje roto Ton 131.83 157.53 153.15 137.74 133.31

Factor de carga kg/m3 2.37 2.00 2.04 2.51 2.23

Factor de Potencia Kg/Tn. 0.85 0.71 0.73 0.90 0.80

Factor de Avance Kg/ml. 48.55 39.50 42.14 47.53 46.23

Eficiencia % 82.1 89.1 88.3 89.7 88.5

Promedio 87.53

El “Avance por disparo promedio” solo llegó a 2.54 mEl “Factor de Avance” se incrementa sustancialmente a 46.22 kilos por metrosLa “Eficiencia Promedio” en los avances por disparo fue de 87.53 %

Arranques con tres Alivios

Frentes: Arranque con 3 Alivios

Avance m 2.9 2.85 2.95 3.25

Volumen Roto m3 48.75 55.06 53.22 57.30

Tonelaje roto ton 136.50 154.17 149.01 160.43

Factor de carga kg/m3 2.31 2.04 2.17 1.85

Factor de Potencia Kg/Tn. 0.82 0.73 0.77 0.66

Factor de Avance Kg/ml. 38.76 39.44 39.08 32.66

Eficiencia % 93.5 95.0 92.2 95.6

Promedio 94.08

El “Avance por disparo promedio” se incrementó a 2.98 mEl “Factor de Avance” bajo sustancialmente a 37.48 kilos por metros

La “Eficiencia Promedio” en los avances por disparo fue de 94.08 %

PINTADO DE MALLA EN CUADRICULA

DISTRIBUCIÓN DE ONDAS

Arranque EXSAGONAL: 4 Alivios

25cm

Voladura de Frente con EXAMON-PNumero de Disparo - MINA CASAPALCA Unidad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Empresa

Fecha 25-abr 25-abr 25-abr 25-abr 26-abr 26-abr 26-abr 28-abr 29-abr 30-abr 05-may

Labor Gal. 580 NE Cx 604 S Gal 595 SW Gal. 595 NE Gal. 580 NE Cx 604 S Gal 595 SW Gal 580 NE Cx 667 Cx 604 Gal 830

R M R 55 60 60 45 55 60 45 50 40 55 60

G S I MF / R F / R F / R-B I F / R-P I F / R M F / R M F / R M F / R I F / R F / R F / R

Zona Intermedia Intermedia Intermedia Intermedia Intermedia Intermedia Intermedia Intermedia Intermedia Intermedia Alta

Horario de disparo 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m. 07:15 p.m.

Ancho m 4 4 4.1 4.8 4 4 4.3 4 4.5 4.1 4.1

Altura m 4 4 4.2 5.1 4.1 4 4.4 4 4.2 4 4

Seccion m2 16 16 17.22 24.48 16.4 16 18.92 16 18.9 16.4 16.4

Volumen roto estimado m3 52.8 48.0 63.7 83.2 57.4 52.8 71.9 55.2 71.8 60.7 62.3

N° de taladro perforados unid 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 32

N° de taladro de alivio unid 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3

longitud promedio de taladro m 3.3 3.0 3.7 3.4 3.5 3.3 3.8 3.5 3.8 3.7 3.8

Diametro de Taladro mm 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51

Metros perforados m 108.9 99.0 122.1 108.8 115.5 108.9 125.4 113.9 125.4 122.1 133.0

Densidad de roca Ton/m3 3.0 2.8 3.0 3.0 3.0 2.8 3.0 3.0 2.8 2.8 2.8

Toneladas rotas Tons. 158.40 134.40 191.14 249.70 172.20 147.84 215.69 165.60 201.10 169.90 174.50

ACCESORIOS DE VOLADURA

Detonador no eléctrico 4.2 mts. Pza 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 32Cordón detonante m 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

EXPLOSIVOS

Emulsión 5000 de 1.1/2" x 8" Unids. 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 32Peso de cartucho Kg 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383 0.18383

EXAMON P Unids. 120 110 125 112 125 112 125 125 125 125 125Peso de cartucho Kg 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Emulex 65 de 1.1/2" x 12" Unids. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Peso de cartucho Kg 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846 0.3846

Emulex 65de 1.1/8" x 7" Unids. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Peso de cartucho Kg 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250 0.1250

Total de explosivos Kg 125.51 115.51 130.51 117.51 130.51 117.51 130.51 130.51 130.51 130.51 130.88

Resultados

Avance m 3 2.8 3.5 3.2 3.3 3.1 3.5 3.25 3.44 3.4 3.6Volumen Roto m3 48.00 44.80 60.27 78.34 54.12 49.60 66.22 52.00 65.02 55.76 59.04Tonelaje roto ton 144.00 125.44 180.81 235.01 162.36 138.88 198.66 156.00 182.04 156.13 165.31Factor de carga kg/m3 2.61 2.58 2.17 1.50 2.41 2.37 1.97 2.51 2.01 2.34 2.22Factor de Potencia Kg/Tn. 0.87 0.92 0.72 0.50 0.80 0.85 0.66 0.84 0.72 0.84 0.79Factor de Avance Kg/ml. 41.84 41.26 37.29 36.72 39.55 37.91 37.29 40.16 37.94 38.39 36.36Eficiencia % 90.9 93.3 94.6 94.1 94.3 93.9 92.1 94.2 90.5 91.9 94.7

Resultados

E.C.E

Pintado de Malla de perforación

• Calidad de perforación: «Buena Simetria»• Arranque y Ayuda de Arrastre.

1.1 m

Resultados de Voladura

• Buena Fragmentación y Buen Avance: 3.60 m

DISTRIBUCION DE ENERGIA

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50

Arrastres

3er corte

2do corte

corona

hastiales

1er corte

Ayuda arranque

Arranque

metros

Carga de Frentes con EXAMON:Longitud de perforación

• Longitud de perforación:• - 13 pies (3.80-3.90 m) . . 5 bolsas = 125 kg.• - 12 pies (3.50-3.60 m) . 4.5 bolsas = 112.5 kg.• - 11 pies (3.30 m) . . . . 4 bolsas = 100 kg.• - 10 pies (3.00 m) . . . . 3.5 bolsas = 87.5 Kg.• - 9 pies (2.70 m) . . . . 3 bolsas = 75 kg.

EFECTO EN LA FRAGMENTACIÓN

CON TACO

SIN TACO

SECUENCIA DE SALIDA

1

16

36

36

48

48

72

72

72

72

92 92

400 400 340 340 340

0.9 m

0.9 m

0.4 m

0.4 m

1.0 m

1.0 m

0.7 m

0.5 m 240

240

120

120

92 92

120

140 140 140

240 240

220 220

120

240

120

7

220

120

1.0 m 0.9 m

VOLADURA

¿CÓMO APROVECHARMEJOR LA ENERGIA DE LA

MASA EXPLOSIVA EN EL TALADRO?

- Cebado eficiente (Explosivo y orientación del fulminante)

- Confinamiento (Acoplamiento y taco)

- Distancia entre taladros (Rotura Radial)

- Secuencia de Salidas

DETONACIÓNDIRECTA

DETONACIÓNINDIRECTA

1) Un explosivo de Ø 6” en un taladro de Ø 6” 2) Un explosivo de Ø 2” en un taladro de Ø 2”

3) Un explosivo de Ø 2” en un taladro de Ø 6” (desacoplamiento en aire)

4) Un explosivo de Ø 2” en un taladro de Ø 6” (desacoplamiento en agua)

Dm = 6” De = 6”

Dm = 6” De = 2”

Dm = 6” De = 2”

Dm = 2” De = 2”

Aire

Agua

1.0

0

0.25

0.50

0.75

DEFO

RM

AC

IÒN

R

ELATIV

A

(mic

ro-p

ulg

./p

ulg

.)

Efecto de Desacoplamiento Aire y Agua vs. Taladros con Acoplamiento del 100 % a una distancia d = 91 cm.

ACOPLAMIENTO Y DESACOPLAMIENTO

Distancia d = 91 cm.

USO DE TACO INERTERADIO DE INFLUENCIA

EFECTO EN LA FRAGMENTACIÓN

SIN TACO CON TACO

TACO

COLUMNA DE CARGA COMPRIMIDA

INTRODUCCIÓN DE LA CARGA EXPLOSIVA

efecto de retén

DETONADOR

USO DE TACO INERTE

CARGUÍO CON EMULSIONES

Método recomendado con cebo al fondo del taladro, dando plena garantía de continuidad de la detonación.

TACO INERTE

TACO INERTE

EMULEX 80

CARGUÍO CON EMULSIONES

Método recomendado con cebo al fondo del taladro, dando plena garantía de continuidad de la detonación.

TACO INERTE

TACO INERTE

EMULEX 65

Taco Inerte (Detritus)• Efecto Mecánico:

||

A mayor longitud de taco, mayor oposición al desplazamiento o salida de los gases

Al utilizar los detritus como taco inerte podemos aprovechar la forma irregular que poseen, para distribuir las fuerzas horizontales provenientes de la detonación; en fuerzas verticales, produciendo así que estas fuerzas hagan presión sobre las paredes del taladro, produciendo resistencia a la salida de los gases y como consecuencia aumentar la energía de impacto sobre la roca

CARGA EXPLOSIVA

ESQUEMA DE AGRIETAMIENTO RADIAL DE LA ROCA Y LA INFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS

(Base para el criterio de espaciamiento y burden)

La densidad influye en la VOD y presión de detonación del EXAMON, se utiliza un cargador de ANFO Jet-anol, el cual carga a presión modificando su densidad nominal.

Pruebas MINA CASAPALCA: EXAMONCaracterísticas Funcionales

GRADO DE CONFINAMIENTO ANFO Q Peso (Kg) Diámetro (cm) Longitud (cm) Vol umen (cc) Densidad gr/cc

2.000 5.08 100 2026.83 0.95 2.060 5.08 100 2026.83 0.98 2.120 5.08 100 2026.83 1.01 2.397 5.08 100 2026.83 1.03

Densidad

Velocidad de DetonaciónLa velocidad con que se propaga la reacción química a lo largo de la columna explosiva durante el proceso de detonación.

Presión de DetonaciónEs generada por el paso de la onda de choque medida justo en la parte posterior de la zona de reacción de un explosivo, llamado plano Chapman & Jouget (CJ).Es un buen indicador de la capacidad fracturadora del explosivo ya que determina la energía cinética generada por la onda de choque, denominada energía de choque.

𝑃𝐷=2.5×𝛾×𝑉𝑂𝐷 2×10−6

𝑃𝐷=29𝐾𝐵𝑎𝑟

Según la formula de Du Pont el calculo de la PD es:

E.C.E

Pruebas en Campo

Factor de EnergíaSe tiene un factor de 20.3 MJ/m3

La fragmentación que resulta del disparo esta dentro del rango aceptable con una fragmentación de 12 cm x 20 cm promedio.

E.C.E

Fragmentación

BURDEN

ESPACIAMIENTO

BURDEN Y ESPACIAMIENTO

1.50m

1.50m

BURDEN Y ESPACIAMIENTO

1.50m

1.50m

CONSERVAR EL ESPACIAMIENTOANGULO DE INCLINACION

1.50m

1.50m

CONSERVAR EL BURDEN PARALELISMO ENTRE FILAS

ALINEAMIENTO

Técnicas de alineamiento para perforación del taladro

E

E

E

En el tramo b y c el espaciamiento se minimiza a medida que los taladros convergen hacia el collar E= <B

Para el diseño de carga en abanico tener en cuenta el espaciamiento E=1-1.5B

El espaciamiento en el tramo a mantiene la relación espaciamiento burden E = 1-1.5B

DISEÑO DE CARGA PARA SECCIONES EN ABANICO

a

b

c


Diseño de carga para el tramo “a”


Diseño de carga para el tramo “b”


Diseño de carga para el tramo “c”

Diseño de carga aplicando los coeficientes de carga

Constante de cargaK1 = 90%K2 = 60%K3 = 30%

Voladura Taladros Largos con EXAMONNumero de Disparo TL - Casapalca 2014 Unidad 1 2 3 4 5 6 7 8

Empresa Especealizada

Fecha 30-abr-14 02 - May. 14 02 - May. 14 03 - May. 14 03 - May. 14 04 - May. 14 05 - May. 14 06 - May. 14

Labor Tj 455 Tj 455 NE Tj 455 SW Tj 455 NE Tj 915 Tj 915 Tj 915 Tj 920

Nivel 9 9 10 9 2 2 2 900

Horario de Disparo 19:25 p.m. 19:25 p.m. 19:25 p.m. 19:25 p.m. 19:25 p.m. 19:25 p.m. 19:25 p.m. 19:25 p.m.

Burden m 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

Espaciamiento m 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

Ancho del tajeo m 3 2.4 2.1 2.6 2.9 4.5 2.9 4.5

Largo del tajeo m 6.5 5.9 6.8 5.5 9.5 6.7 4.9 12.0

Sección del tajeo m2 19.5 14.2 14.3 14.3 27.6 30.2 14.2 54.0

Longitud promedio de taladro m 16.0 12.0 14.0 12.0 9.5 9.5 10.5 14.5

Diametro del taladro mm 63 62 62 62 62 62 62 62

N° de taladros perforados unid 12 10 14 12 24 26 14 41

Metros perforados m 192 120 196 144 228 247 147 595

Densidad de mineral Ton/m3 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00

ACCESORIOS DE VOLADURA

Detonadores NO Electrco de 18.0 mts. Pza 12 10 14 12 24 26 14 41

Detonador Emsamblado de 7 ft. Pza 2 2 2 2 2 2 2 2

Cordon Detonante 3Gp m 20 15 15 15 15 15 15 15

Mecha rapida Z-18 m 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

EXPLOSIVOS

Emulsion 1 1/2 x 8 Unids. 12 13 14 12 24 26 14 41

Peso de cartucho Kg 0.403 0.403 0.403 0.403 0.403 0.403 0.403 0.403

Examon P Unids. 375 225 250 225 350 400 175 1100

Peso de Saco Kg

Emulex 45 1 1/2" x 12" Unids.

Peso de cartucho Kg 0.357 0.357 0.357 0.357 0.357 0.357 0.357 0.357

Total de explosivos Kg 379.84 230.24 255.64 229.84 359.67 410.48 180.64 1116.52

RESULTADOS

Volumen Roto m3 312 169.92 199.92 171.6 261.725 286.425 149.205 783

Tonelaje Roto ton 936 509.76 599.76 514.8 785.175 859.275 447.615 2349

Factor de potencia kg/tn 0.406 0.452 0.426 0.446 0.458 0.478 0.404 0.475

Ratio de perforación tn/mp 4.875 4.248 3.060 3.575 3.444 3.479 3.045 3.951

Resultados

E.C.E

DISEÑO DE CARGA EXPLOSIVA TALADROS LARGOS

Por área de influencia de cada taladro al 90%

Para los taladros con coeficientes de carga K1 el carguio es normal dejando un taco de 1.5m Para los taladros con coeficiente de carga K2, el carguio se realiza marcando la manguera al 40% de la altura de banco.Para los taladros con coeficiente de carga K3 el carguio se realiza marcando la manguera al 70% de la altura de banco.

K3 K2

CONTROL DE CARGAPintado de manguera para control de longitud de carga

SECUENCIA DE SALIDA

Confinamiento: Densidad Vs V O D

CARGADOR ANFO: JETANOL

Densidad confinamiento EXAMONPresión carguio : «Jetanol»

GRADO DE CONFINAMIENTO ( Diámetro 5.08 cm ) : EXAMON - Q

Peso (Kg) Presión (PSI) Longitud (cm) Volumen (cc) Densidad gr/cc

2.060 25.00 100 2026.83 0.98

2.120 50.00 100 2026.83 1.01

2.397 65.00 100 2026.83 1.03

DENSIDAD de confinamiento : EXAMONCalculados en la Mina Casapalca: Mayo 2014

Medición V O D con MICROTRAP

Análisis: Velocidad de Detonación

• La velocidad de detonación del Examon es de 3442.2 m/s a una presión de 25 – 30 PSI y un grado de confinamiento de 0.98 gr/cc.

• La velocidad de detonación de la columna de carga EXAMON-P mantiene su trasmisión de energía constante y homogénea en rango de 3442.2m/s hasta 3359.9 m/s debido a un adecuado grado de confinamiento que se observa en la medición.

Buena Fragmentación: EXAMON

EFICIENTE ROTURA: EXAMON

GRACIAS

E.C.E

presentación mina casapalca 2014.pptx

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