Informe tecnico perforacion y voladura en frentes

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    11-Apr-2017

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INFORME TECNICO Asunto: Estandarizacin y reduccin del nmero de taladros en las mallas de perforacin actuales en UM CERRO LINDO MILPO. A: Ing. Fidel Rodriguez Ing. Carlos Toro De: Ing. Freddy Herrera Fecha: 24 de noviembre de 2011 1. ANTECEDENTES Las mallas de perforacin y el sistema de carguo en la unidad minera no discriminan los cambios litolgicos que presentan los frentes en avance, aplicndose la misma malla para una litologa en dique, en sulfuro y terreno volcnico. 2. INTRODUCCION Las seis unidades litolgicas identificadas en UM CERRO LINDO, evidencian cambios en la composicin mineralgica de los frentes que se perforan en avance horizontal esto incide directamente en la vida til de los aceros, barras de perforacin principalmente. Por esta razn es necesario se estandaricen mallas de perforacin y optimice el nmero de taladros por frente de acuerdo a la litologa, el presente trabajo mostrara la implementacin de mallas de perforacin y carguo de los frentes de avance por tipo de roca estos diseos van a ir adecundose y ajustndose en la prctica con el apoyo de la experiencia de nuestros maestros perforistas y maestros de voladura. 3. OBJETIVOS Estandarizar los diseos de mallas de perforacin y carguo de frentes de avance de acuerdo a los cambios litolgicos que presenta el terreno. Incrementar el avance por disparo a 4.10 mts/disparo para una perforacin con una barra de 16 pies. Controlar la fragmentacin con uso del software SPLIT. Ajustar los factores de potencia actuales mediante pruebas granulomtricas y ensayos de dao al macizo rocoso. Optimizar el nmero de taladros para secciones de 5mts x 4mts. 4. TRABAJOS REALIZADOS Se ha trabajado con las tres guardias de CIA MILPO, coordinando con los jefes de guardia, personal involucrado en la perforacin y voladura de frentes. 4.1 DISEO DE ARRANQUE Los nuevos diseos de arranque se probaran en el campo para ver su performance, el cuadro N 1 muestra el diseo inicial que se aplicaba a los frentes de perforacin y el cuadro N 2 y 3 muestran los diseos de arranque que se probaran en mina. Se realizaron estos cuatro diseos de arranque para la UM CERRO LINDO-MILPO, en sus cuatro litologias sulfuro primario de pirita, sulfuro primario de barita, volcanico y dique tipo A y dique tipo B. Cuadro N1: Se muestra el arranque estndar que se usa el cual tiene un avance promedio de 3.8mts/disparo para una barra de 16 pies de longitud. Cuadro N2: Este es el diseo N 1 propuesto el cual cuatro taladros son rimados, de esta manera se genera una mayor cara libre lo que debe su eficiencia. De acuerdo a las caracteristicas mecanicas que poseen la rocas se pudo identificar principalmente en el dique dos tipos de litologias las que denominas dique tipo A y dique tipo B. Dique tipo A: Porfido afanitico andesitico que en su matriz posee una masa verdosa fina y cristales de feldespatos plagioclasas, el tamao de sus granos hace que este tipo de dique presente menor resistencia a la perforacion con una broca de 45 mm de diametro y 102 mm de diametro.En su composicion posee mas de 30% de fenocristales.Es mas fragil que el dique tipo B. Dique tipo B: Porfido afanitico andesitico que en su matriz el porcentaje de fenocristales es menor a 25% este dique presenta mayor resistencia a ser perforado que el dique tipo A (su textura lo justifica). Cuadro N3: Este es el diseo N 2 propuesto, este diseo toma menor tiempo de perforacin del arranque y el taladro central es estratgico en la formacin de la cara libre. Cuadro N4: Este diseo N3 al variar la posicin de los taladros de alivio la secuencia mas favorable de salida cambia, el taladro central es estratgico en el diseo de la secuencia de salida. Fotografa N1: Litologa tipo dique B. Fotografa N 2: Litologa SPP. Es necesario indicar las resistencias a la traccin de las litologas de UM CERRO LINDO, las cuales se datan en el cuadro N 5. Cuadro N 5:Para tener nocin de las resistencias que presentan los diversos tipos de litologas es necesario tener las resistencias a la traccin (Mp), los datos de resistencia a la compresin no confinada (Mp), estos datos fueron tomados del informe de Evaluacin geomecanica del minado subterrneo en CERRO LINDO Diseo usado anteriormente: Este diseo posee tres taladros de alivio de 102 mm de diametro de broca, posee una cara libre de 245 inicialmente tenia un avance por disparo 3.8mts. Este diseo es usado en todo tipo de litologias. Diseo propuesto N 1: El taladro central en este diseo es estrategico genera una cara libre de de 2700 despues de iniciado el taladro central, esto ayuda bastante en cuanto al avance se registraron 4.13mts de avance/disparo.Pero este muestreo fue puntual. El xito de este diseo radica en la generacion de un gran area para la cara libre, ayuda en el avance para cualquier litologia, el problema en aplicar este diseo es el tiempo que le dedicamos a la perforacion de un taladro adicional en el arranque lo que genera mayor consumo de la broca rimadora y un incremento en el tiempo de perforacion de 6 a 10 minutos por frente. Diseo propuesto N2: El area generada al iniciar el taladro central es de 455 , esta area permite incrementar el avance a 4.10 mts/disparo, se debe indicar que la disposicion de los taladros de alivio es muy importante en la ubicacin geometrica de los taladros de ayuda y en el mejor diseo de la secuencia de salida de voladura. Este diseo fue aplicado en todos los tipos de roca de la unidad minera dando buenos resultados en cuanto a avance por disparo. Diseo propuesto N 3: El area generada al iniciar el taladro inicial es de 455 permite un avance de 4.10 mts/ disparo, posicion de los taladros de alivio es un factor clave en cuanto al factor numero de taladros/ , este diseo hace que el el arranque salga de taco a taco pero los demas taladros de produccion en algunas pruebas quedan tacos de 0.3 0.45. 4.2 DISEO DE LAS MALLAS DE PERFORACION Y VOLADURA Fotografa N3 Los parmetros de perforacin se detallan en el cuadro N 6 CUADRO N 6 PARAMETROS TECNICOS DE PERFORACION Equipo utilizado Rocket boomer 282 Longitud de barra(pies) 16 Dimetro de broca(mm) 45 Dimetro de broca escariadora(mm) 102 COP 1838 Energa utilizada en la perforacin Elctrica 220v Energa utilizada en el transporte Diesel Las mallas de perforacin se pintaban antes de ser perforadas mejorando de esta manera la mejor distribucin de los taladros por metro cuadrado. Seccin (mts x mts) 5 x 4 Se presentaron los diseos de mallas de perforacin y voladura y fueron revisadas por los ingenieros Marco Rojas y Gerardo Barboza la implementacin en el campo se coordin en los repartos de guardia correspondientes se muestran a continuacin los datos de campo tomados en el seguimiento y ajuste de los diseos presentados. Fotografia N2 Se usaron los algoritmos de HOLMBERG y el criterio de factor de esponjamiento para el diseo de las mallas de perforacin y voladura para una seccin de 5x4 y 16 pies de barra de perforacin. Los detalles de los diseo se encuentran en el anexo de este informe. Estos diseos proporcionados se ajustaron en el campo teniendo variantes de acuerdo a las resistencias a la traccin y a la granulometra que brindaban los disparos. El ajuste de los diseos tericos al campo se realizo con la experiencia de los maestros de perforacin y voladura de SEPROCAL, SEMIGLO y CIA MINERA CERRO LINDO. Se plantearon disminuir taladros de acuerdo al tipo de litologa e incluso disminuir el nmero de taladros cargados con caas, se plasmaron en el campo muchas formas de voladura que el personal de acuerdo a su experiencia brindaba y las decisiones al final fueron unnimes de acuerdo a los resultados en cuanto a avances y granulometra. Se mostraran las mallas estandarizadas las cuales brindaron mejores resultados. Las brocas de perforacin usadas tienen un dimetro de 45 mm y cuando se perfora roca tipo dique duran 6 taladros/broca hasta desgastarse con una barra de 16 pies. 4.2.1 ESTANDARIZACION DE MALLAS DE PERFORACION EN SULFURO Al usar 51 taladros en sulfuro primario de pirita se obtena una granulometra demasiado fina como se muestra en la fotografa N 1. Los principios de voladura indican que las rocas se fragmentan por tensin pues aguantan muy bien la compresin por este motivo se analizara a las rocas con la resistencia a la tensin. Este tipo de litologa presenta una resistencia a la traccin de 15 Mpa, lo cual es un valor bajo, y una resistencia a la penetracin baja, de acuerdo a estos dos parmetros era necesario disminuir el numero de taladros a la malla inicial en primera instancia y disminuir el factor de potencia. Al inicio se quitaron dos taladros de contorno es decir de 13 que se usaban se probo usar 11 taladros de contorno, los resultados fueron los mismos quedaban visibles un 70% de caas de perforacin, pero las caas taqueaban 0.3 - 0.45 mts se empez a cargar el primer taladro de contorno con anfo con un taco de 1.2mts. Al usar anfo confinado se observo que: Cuando el sistema de fracturamiento principal era paralelo a la direccionde avance daaba los hastiales. Cuando el sistema de fracturamiento principal era oblicuo o perpendicular a la direccion de avance no se observaba daos significativos en los hastiales. Al tener estas observaciones se cargo con anfo este taladro pero no se confino era anfo practicamente regado en el taladro. Cuadro N6: El taladro indicado era cargado con anfo de esa manera ayuda en el avance de los taladros adyacentes. Fotografa N4 La granulometra es demasiada fina, no se observan prcticamente bloques de roca en su mayora esto se debe a que la mallas de perforacin y voladura eran las mismas para cualquier litologa. Para controlar la granulometra se uso el software SPLIT. Pero este parmetro se deba controlar desde el diseo de la malla de perforacin y el diseo de la malla de voladura. La fotografa N 2 muestra los resultados despus de aplicar un nuevo diseo de perforacin y cambio en el carguo y secuencia de salida de los taladros de produccin. Fotografa N5:Es notorio respecto a la fotografa N1 que ya no se obtuvo un mayor contenido de finos, el calculo respectivo granulomtrico se mostrara en las conclusiones de este informe. 4.2.2 ESTANDARIZACION DE MALLAS DE PERFORACION EN DIQUE La litologa tipo dique A y B presentan una resistencia a la traccin 28 (Mp) una resistencia relativamente alta lo cual justifica los 51 taladros que el diseo inicial realizado por AMEC. Para optimizar el nmero de taladros en esta litologa se planteo inicialmente reducir en los taladros de contorno de 13 a 11 ayudado con el primer taladro de contorno cargado con anfo confinado. El frente sala completamente y no taqueaba con este resultado pero el porcentaje de caas visibles era menor a 60% y se daaba a los hastiales cuando su orientacin principal de fracturamiento era paralelo a la direccin de avance, por este motivo se quedo en usar 13 taladros de contorno porque esta litologa posee un orientacin de fracturamiento sub-vertical y sub-horizontal. Se redujo taladros estratgicamente tomando en cuenta los siguientes criterio: Numero de taladros / Burden Secuencia de salida de los taladros Diseo de arranque ( se debe mencionar que para esta distribucin de taladros se eligi el diseo de arranque N 3) 4.2.3 ESTANDARIZACION DE MALLAS DE PERFORACION EN VOLCANICO Esta litologa presenta una resistencia a la traccin 26 (Mp), las variaciones de mineralizacin de cada litologa hacen que sus comportamientos varen enocaiones notablemente. Esta litologa tiene un comportamiento mecnico bastante frgil, pero dura cuando el porcentaje de silicatos aumenta en su composicin, y las superficies de las labores quedaban bastante irregulares cuando con un porcentaje de caas visibles de 30%, se hizo necesario usar 8 taladros de contorno adicionales en la corona de la labor es decir usar en total 21 taladros de contorno debido al comportamiento mineralgico y el tipo de fracturamiento de la litologa volcnica. El diseo propuesto por AMEC tenia 61 taladros para esta litologa, con las pruebas realizadas se llego a 55 taladros por frente. 4.2.4 ESTANDARIZACION DE LAS MALLAS DE VOLADURA El diseo inicial de malla de voladura propuesto por AMEC consideraba el mismo retardo para cuatro taladros, de esta manera no se aprovechaba en su totalidad la energa brindada por el explosivo, se perda en forma de calor, variacin de energa interna, vibracin y sonido, es recomendable separa mas aun en forma estratgica y coordinada las secuencias de salida de los taladros. Con este principio se dio tres tiempos de retardo diferente a los taladros e contorno y se mejoro la conservacin de la superficie del terreno es decir un porcentaje de caas visibles de 80% a mas, estos diseos de retardo fueron optimizndose con la observacin de las mallas de voladura de algunas empresas contratistas especializadas y personal de CIA de voladura de frentes. Los tacos de anfo deben ser 0.9mts en los taladros de produccin y 0.3-0.4mts en el arranque y ayudas respectivamente. Las secuencias de salida sern mostradas en las conclusiones de este informe. 5. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Se diseo mallas de perforacin y mallas de voladura por cada tipo de litologa optimizando taladros como muestra el siguiente cuadro: Cuadro N7: N de taladros antes N de taladros optimizados Sulfuro 51 47 Dique 51 49 Volcnico 61 55 Al proporcionar dos secuencias de salida para los taladros arrastre se pudo controlar mejor el piso de la labor y evitar que queden repies. Los taladros de contorno al tener tres numero de secuencia de salida la disminuyen el dao a las paredes del macizo rocoso porque se distribuye la carga total de los taladros de contorno en tres tiempos de esta manera se perturba menos a la masa rocosa. Se muestran a continuacin los diseos finales de mallas de perforacin optimizados: MALLA DE PERFORACION PARA UNA LITOLOGIA TIPO SULFURO Seccin 5x4 Longitud de barra 16pies Longitud de avance 4.10mts/disparo 44 taladros cargados + 3 taladros de alivio 1001001515808080110100100 100 100332022,5705914,520403029,5305534,55530253027,25Esta litologa permite reducir el nmero de taladros debido a su baja resistencia a la traccin y a su grado de cohesin moderado. MALLA DE VOLADURA PARA LITOLOGIA TIPO SULFURO Seccin 5x4 Longitud de barra 16pies Longitud de avance 4.10mts/disparo Se muestran las secuencias de salida de los taladros 100100Malla de voladura para sulfuro12 2336545 4888866 779 915 14 14 14 14 15111112121013139691013131312121111Debe sealarse que se dio tres tiempos de retardo a los taladros de contorno y dos tiempos de retardo a los taladros arrastre. La secuencia de retardos en los taladros centrales es estratgica para facilitar un buen avance. MALLA DE PERFORACION PARA UNA LITOLOGIA TIPO DIQUE Seccin 5x4 Longitud de barra 16pies Longitud de avance 4.10mts/disparo 44 taladros cargados + 3 taladros de alivio 10010015Malla de perforacion para dique15153120546612,25203030273232276030525830322050808080110100 100 100 10067,5MALLA DE VOLADURA PARA LITOLOGIA TIPO DIQUE Seccin 5x4 Longitud de barra 16pies Longitud de avance 4.10mts/disparo Se muestran las secuencias de salida de los taladros 10010012 233545 4888866 779 915 14 14 14 14 1511121210131396101313131212111167 79MALLA DE PERFORACION PARA UNA LITOLOGIA TIPO VOLCANICO Seccin 5x4 Longitud de barra 16pies Longitud de avance 4.10mts/disparo 44 taladros cargados + 3 taladros de alivio + 8 taladros de contorno 1001001515153120546612,25203030273232276030525830322050808080110100 100 100 100MALLA DE VOLADURA PARA LITOLOGIA TIPO VOLCANICO Seccin 5x4 Longitud de barra 16pies Longitud de avance 4.10mts/disparo Se muestran las secuencias de salida de los taladros 10010012 233544888866 779 915 14 14 14 14 151112121013139610131313121211117 79los resultados granulomtricos fueron mejorados y los resultados se muestran a continuacin: Se muestra el tablero que tiene 23 pulgadas de longitud. El siguiente grafico fue modelado en el software SPLIT e indica que el 82% pasa por la malla 50, es decir no se tiene bancos de mas de 19 pulgadas(48cmts), y como se observa en la fotografa anterior no se observa mucho contenido de finos en el resultado Los anlisis granulomtricos ensayados en roca tipo dique fueron los siguientes: Se observa un material uniforme debido a la distribucin de carga y la secuencia estratgica aplicada. La curva granulomtrica para este resultado se muestra a continuacin: Se observa que el 75% de fragmentos pasa la malla P 50 es decir inferior a un dimetro 22.94 pulgadas(58cmts), todos estos resultados son inferiores al dimetro mximo que requiere el chancado primario. Se us tacos de arcilla en todos los frentes analizados usndolos en el arranque y sus ayudas. Se uso en promedio 6 tacos de arcilla por frente. Solo una guardia uso guiadores para tener un buen paralelismo de los taladros de perforacin es la guardia del Ing. Alex Bullon. Se pudo identificar dos tipos diferentes de dique en los frentes y se le clasifico como dique tipo A y dique tipo B. Dique tipo A: En su composicin posee ms de 40% de fenocristales de plagioclasas sdicas mecnicamente poseen menor dureza a la perforacin que el dique tipo B y son ms frgiles a la perforacin. Dique tipo B: Poseen menos de 40% de contenido de plagioclasas sdicas son ms duras que el dique tipo A y son menos frgiles a la perforacin. Al tener un frente irregular debido a problemas que se presentaron en la perforacin o voladura, la perforacin de este frente no se realiza en su totalidad porque se tiene que corregir para igualar el frente, esto quita en promedio 0.4mts de avance. Los taladros de contorno no se estaban iniciando en su totalidad, quedan tacos que 015-0.45cmts.Esto se pudo mejorar con los nuevos diseos de mallas de perforacin y voladura mejorados en el campo. Fotografa N6 El seguimiento se realiz en forma permanente en la guardia de da y de noche pero es necesario realizar un seguimiento de parte de operaciones mina en coordinacin con el departamento de productividad. 6. RECOMENDACIONES Realizar el seguimiento de parte de operacin mina por medio del jefes de guardia en cuanto a las mallas de voladura y longitud de perforacin. Continuar con la implementacin de la malla de 49 taladros con un taladro central para un dique y volcnico as como 47 taladros para una litologa tipo sulfuro. Todas las guardias de perforacin en frentes deben usar un guiador de 1.5 mts de longitud y 2 de dimetro esto mejora el paralelismo entre los taladros y mejora la visualizacin de la ubicacin de los taladros de arranque. Usar en forma permanente los tacos de arcilla, el jefe de guardia debe verificar la colocacin de los tacos al chispeo de cada frente. Usar en el fondo del taladro de contorno una emulsin de 5000 para poder brindar una mayor fuerza al fondo de los taladros y eliminar los tacos, tambin se puede optar por usar un cartucho de emulsin 3000 de 1 x 12 ms dos cartuchos de emulsin de 3000 de 1 x 7. Se muestra los tacos remanentes del disparo anterior cx 825 OB6, la foto muestra a la derecha mineral esfalerita y a la izquierda dique tipo A con alto contenido de fenocristales.