1

EJERCICIOS DE APLICACIN Y PROPUESTAS DE EXPLOTACIN SUBTERRANEA Problema No.1 Un yacimiento de cobre y estao se explota por el mtodo Sublevel Stoping, los subniveles de perforacin estn separados cada 20 metros, excluyendo dichos subniveles para el minado. La perforacin en el minado es paralelo al buzamiento y horizontal en las labores de preparacin y desarrollo. Las dems caractersticas del yacimiento es como sigue: Potencia promedio del cuerpo (veta) = 15 m., buzamiento 80. Longitud minable en direccin al rumbo = 120 m. Desnivel del tajeo (incluyendo los subniveles o niveles de perforacin, corte) = 72 m. Se desarrolla una galera de transporte sobre estril, paralelo a la veta a 10m. en la caja piso; los Drown points estn separadas

cada 10 m y es transversal a la veta. Las labores de preparacin y desarrollo son de 3x4 m2 de seccin. Como equipo de perforacin se emplea Jumbos con barrenos de 12 pies de longitud, y 45 mm de dimetro de broca para

subniveles y labores de preparacin cuya rea de influencia por taladro es de 0.342 m2 en estril y 0.30 m2 en mineral, con una eficiencia de perforacin de 96%, emplendose dinamita semigelinoza de 65%. Para el minado se emplean equipos DTH, cuyo dimetro del taladro es de 3 de pulgadas con una velocidad de avance de 60 pies pies./hr y como carga explosiva se emplea Examon-P.

En todo los taladros se carga en promedio de su longitud. Eficiencia de operacin = 68%. Los subniveles de perforacin se amplan hasta las cajas para la perforacin del tajeo. Se pide determinar: 1. Nmero de taladros/disparo, en labores de preparacin, subniveles y en el tajeo. 2. Factor de carga por disparo, cajas de explosivo necesario en labores de preparacin, subniveles y tajeo, si se disparan 3

hileras/disparo en el minado. 3. No. De taladros en subniveles y en tajeo para el minado. 4. Tiempo necesario de perforacin, si se perforan solo una guardia/da.

Solucin 1) Nmero de taladros/disparo: 1.1) Nmero de taladros en labores de preparacin:

Las labores son: Subniveles, Galera sobre estril y los Drown poits. Como datos se tiene: rea de Influencia = 0.342 m2/tal. (Drown points y Galera sobre estril.) rea de Influencia = 0.30 m2/tal (Subniveles) rea o seccin de la labor = 3 x 4 m2 Seccin del frente No.tal. = -------------------------------------- rea de Influencia/tal. A) Subniveles: 3 x 4 m2 No.tal. = ------------------------ = 40 Tal. 0.30 m2/tal.

B) Drown Points (Cruceros): 3 x 4 m2 No.tal. = ------------------------ = 35 Tal. 0.342 m2/tal.

El No. de taladros para galera sobre estril es igual que los Drown points ( 35 taladros) 1.2) No. De taladros en tajeos Para calcular el Nmero de taladros, tenemos que calcular la malla de perforacin; para lo cual se emplea varias frmulas; en este caso emplearemos MODELO DE LANGEFORS Donde: Bmax =Burden Mximo

D = Dimetro de taladro (mm) C = Constante de roca

o c = 0.3 +0.75 Rocas medias o c = 0.4 + 0.75 Rocas duras

)/(33max BEfcPRPdcDB

=

2

f = Factor de fijacin Tal. Verticales f = 1.00 Tal. Inclinados 3:1, f =0.90 Tal. Inclinados 2:1, f = 0.85 E/B = Relac. Entre espaciamiento y Burden dc = Densidad de carga (g/cc) PRP = Potencia Relativa explosivo.

El valor prctico de Burden ser: - B = Bmax - 2D - 0.02L - L = Longitud del taladro - D = Dimetro del taladro - E = 1.25B Como datos se tiene:

Dimetro del taladro = 3 = 95.25 mm Densidad explosivo = 0.95 g/cc (Examn P) PRP = 110/100 = 1.1 (Examn P) Constante de roca (c) = 1.05 (roca media) Factor de fijacin (f) = 0.9 (inclinacin 3:1) Reemplazando datos se tiene: El Burden prctico ser: B Pract. = 2.71 2(0.09525) -0.02(20.33) = 2.11 m. Clculo de Espaciamiento: E = 1.25 (B) = 1.25 (2.1) = 2.62 m. Calculemos No. De taladros/ fila y por columna: Como datos se tiene: Longitud del tajo = 120 m. Ancho de la cara libre = 15.23 ( 15/sen80) No. Tal/Fila = 120/2.1 = 57 tal. No. Tal/column.= 12.23/2.6 = 5.85 = 6 tal. Total de taladros = 57 x 6 = 342 tal/Subnivel. se disparan 3 hileras/disparo: == > (6tal/hilera)(3 hileras/disparo) = 18 tal/disparo. 2) Factor de carga por disparo, cajas de explosivo

necesario en labores de preparacin y subniveles. Como datos se tiene: Long. De taladro = 12 pies; eff. De perforacin = 96% Longitud de carga = long. Taladro. = 263.25 cm. Densidad explosivo (dinamita 65% Semigel.) = 1.05

Volumen de explosivo por taladro: Hay varias maneras para calcular la cantidad de carga explosiva/taladro o por metro, dc = 0.34 x de x (De)2. Donde: dc : Densidad de carga (en lib/pie de taladro). de : Densidad del explosivo (g/cm3) De : Dimetro de la columna explosiva en pulg. Para cartuchos: dimetro de explosivo Para granulares dimetro de taladro. Tambien: dc = (de x (De)2 x pi)/4000 Donde: dc : Densidad de carga (en kg/m). de : Densidad del explosivo (g/cm3) De : Dimetro de la columna explosiva en mm. Para cartuchos: dimetro de explosivo Para granulares dimetro de taladro Para nuestro caso aplicando la 2da opcin tenemos: Teniendo como dato: Densidad de la dinamita de 65% semigelatinosa 1.16 segn FAMESA, cuyas dimensiones son de: 1 pulg de diamt. Y 7 pulg. de longitud, 240 cart/caja, 25 Kg/cj.. dc = (de x (De)2 x pi)/4000 = (1.16x (25.4)2x 3.1416)/4000 = 0.587 Kg/m. Kg Expls./tal: (0.587 Kg/m)(2.633 m/tal) = 1.545 Kg/tal. Para el tajeo se tiene: D2 x L 3.1416 (9.525) 2 x 1517.25 V = ------------- = --------------------------------- = 108113 cm3 4 4 W = 108113 cm3 x 0.95g/cm3 = 10270.7g = 102.7 Kg/tal. Como se tiene: Gal. Sobre estril = 35 tal. 1 = 34 tal/disparo Drown points = 35 tal. 1 = 34 tal/disparo. Suniveles = 40 tal. 1 = 39 tal/disparo. Tajeos = 18 Tal/disparo Un taladro se resta, por le taladro vaco que se deja sin cargar en el arranque. Por lo tanto los kilogramos de explosivo/disparo sera:

.71.2)25.1(9.005.11.195.0

3325.95

max mB =

=

3

1.3

Gal. Sobre estril = 34 x 1.545 = 52.53 kg/disparo. Drown points = 34 x 1.545 = 52.53 Kg/disparo. Suniveles = 39 x 1.545 = 60.25 Kg/disparo. Tajeo = 18 x 102.7 = 1848.6 Kg/disparo. Volumen de material roto por disparo. Vol = 3 x 4 x 3.51 m = 42.12 m3/disparo. Vol = 15.23 x 20 x (2.1 x3) = 1918.98 m3/disp. (tajeo) 2.1 FACTOR DE CARGA:

Gal. sobre estril es igual a los Drown points. F.C = 52.53/42.12 = 1.247/m3. Subnivel: F.C = 60.25/42.12 = 1.43 Kg/m3. Tajeo : F.C = 1918.98/1848.6 = 1.038 Kg explosivo/m3 2.2 CAJAS DE EXPLOSIVO.

Problema No. Un yacimiento polimetlica de 10 m de potencia en promedio, tiene un buzamiento de 78 . El yacimiento se ha proyectado explotar por el mtodo VCR. SE estima dividir los Blocas en tajeos de 80 m dejando pilares de 10 m en los intermedios. El desnivel es de 44 m sin incluir los niveles de perforacin que son de 4 m en el nivel superior, en el nivel superior se dejar un puente de 3 m de altura. Segn estudios geotcnicos se ha estimado que el mineral y las rocas encajonantes son de dureza alta. Para la perforacin se emplean equipos DTH con una broca de 6 de dimetro y como accesorios y explosivos se emplean: ANFO, Booster de 1/3 Lb, cordn detonante 5P y retardos para cada fila o columna de salida; segn los ensayos previos en la voladura se han determinado una relacin de profundidad ( = 0.52) y un factor de energa de 1.32. Para lo cual se pide determinar:

1) Diseo del sistema de carguo en los taladros. 2) Malla de perforacin en el tajeo y 3) No de cortes por tajeo y cantidad de brocas necesarias si se estima una vida de 800 m.p/broca, mas un 10% por

defectos, cuando se tiene proyectado explotar 5 tajeos a corto plazo. Solucin Carga esfrica Lc = 6D Donde: Lc : Longitud de carga (m) D : Dimetro del taladro. N = E x W 1/3 db = E x W 1/3 db = do = db/N Donde; N : Distancia o longitud crtica, desde la cara libre a lo longitud de rotura (m) E: Factor de Energa, una constante, dado por la combinacin roca- explosivo. Db : Distancia de la cara libre al centro de gravedad del explosivo (m). Do.: Profundidad ptima para lo cual el mayor vol. De roca rota con una buena fragmentacin.

: Radio de profundidad, se obtiene segn pruebas. En primer lugar se calcula el peso del explosivo por taladro:

1.8m

N

4

Lc = 6 x 6.5 = 39 = 99.06 cm. ; D = 16.5 cm V Explos = d2 x Lc 4 V. Explos.= (16.5)2 x 99.06 = 21207.2 cm3 4 W = 21207.2 cm3 x 0.85g/cm3 = 18026.12 g.

W = 18.02 Kg/tal. N = 1.32 (18.02)1/ 3 = 3.46 m. db = 0.52x1.32(18.02)1/ 3 = 1.799 = 1.8m. 2) Hay que calcular la malla de perforacin, esto se

puede partir calculando el burden con uno de los mtodos, ya sea Ash, Kenya, etc.

Para esto es necesario calcular el radio del crter; esto se calcula segn los ensayos de la Curva (V/W) versus (db/N). El volumen roto se obtiene de la curva de Livengton. Vara de 0.3 a 1 Para 0.52 de ; V/W = 0.55

V = 0.55 x 18.02 = 9.91 m3 Luego de puede estimar el radio del cono (crter) Vc = (1/3) r2h Donde : h = N (altura del crter). Despejando r, se tiene: R = (3Vc/ x h )1/2. R = (3 x 9.91/3.1416 x 3.46)1/2 = 1.65 m Se recomienda que los taladros deben estar espaciados entre 1.2 a 1.6 R. Entonces seran: S min. = 1.2 x 1.65 = 1.98 m S mx = 1.6 x 1.65 = 2.64 m. Tambin se puede obtener mediante las Formulas de Ash y otros. B = Kb x D. Kb : Una constante que depende del tipo de roca y explosivo empleado, Kb para minera subterrnea es 20, entonces para un D = 6.5 sera. B = 20 x 0.165 = 3.3 m. Radio sera B/2 = 3.3/2 = 1.65 m. S min. = 1.98 m = 2 m. S mx = 2.64 m. = 2.65 m Asumiendo espaciamiento entre taladros de 2.5 m, se puede obtener el No. De taladros por fila y por columna. No. Tal/fila = 80/2.5 = 32 tal. No. Tal/col.= 10.22 /2.5 = 4.08 = mtal. No total de taladros = 128 tal/taj. 3 No. De cortes/tajeo Sen 78 = h/3.46 H = 3.38 m. Asumiendo que se rompa una altura mxima = N sen78.

1

5

Se tiene como datos Desnivel = 44 m. Desnivel neto = 44 -3 = 41 m. No. Cortes = 41/3.38 = 12.13 m 12 cortes/tajeo. Metros perforados/tajeo: longitud inclinada de perforacin: L = 44/sen78 = 44.98 m.

Total de m.p./tajeo. (128 tal/tajeo) x 44.98 = 5757.44 m.m/tj. Para los 5 tajeo 0 28787.2 m.p. No. De borcas = 35.9(1.1) = 39.58 = 40 brocas.

Problema No 8. Un yacimiento mineralizado con una potencia de 12 m de potencia en promedio buza 85. El sistema de minado es por VCR., los blocks de explotacin son de 100 m de longitud , con un desnivel de 45 m incluido el nivel inferior de corte que es de 3 m de altura. En el nivel superior se deja un puente de 3 m de altura. El tipo de mineral a explotarse se considera de dureza media a alta; para la perforacin se emplean equipos DTH con 6 de dimetro de broca, para la voladura se emplean Examen P y como cebo booster de 1/3 Lb, con cordn detonante 5PE, con retardos para cada fila de disparo. Segn ensayos previos en las voladuras anteriores se han determinado una relacin de profundidad ( = 0.5) y un factor de energa de 1.3. Se pide determinar:

1) El sistema de carguo de los taladros. 2) Malla de perforacin en el tajeo y No. De corte. 3) Factor de carga, cantidad de Booster a emplearse en los tajeos.