Convencion-minado Cada 50 Mt.

5/10/2018 Convencion-minado Cada 50 Mt. - slidepdf.com

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MINADO MEDIANTE SUBNIVELES UBICADOS CADA 50 METROS

EN LA MINA SAN RAFAEL – PUNO

1.-INTRODUCCION

La Mina SAN RAFAEL procesa actualmente 2,500 TMD de minerales

de estaño con una ley de cabeza de 5.2 %. El método de explotación

empleado para el minado de sus cuerpos y vetas es el banqueo por subniveles

empleando taladros largos, también denominado SUBLEVEL STOPING, este

método de minado ha sido introducido en forma de tajeos pilotos en el año

1,990, utilizando en ese entonces el equipo Long Hole Wagon Drill de Atlas

Copco, el mismo que realizaba perforaciones radiales, desde la implantación

del método SUBLEVEL STOPING, este ha sido modificado hacia la variante

Large Blast Hole (LBH), esta variante es la aplicación de los principios de

voladura a cielo abierto al laboreo de minas subterráneas.

Durante los diez años transcurridos, se ha empleado diversos equipos,

el cambio en el tamaño de la escala de los mismos ha sido siempre con el

único objetivo de mejorar los estándares de producción, además el volumen de

reservas de minerales lo han justificado. Tal es así que actualmente la mina

San Rafael dispone para sus diversas operaciones equipos de ultima

generación.

De igual forma la utilización de explosivos ha sufrido una diversificación

en los mismos, empleándose actualmente para sus operaciones ANFO y

EMULSIONES, los mismos que han dado resultados favorables.

2.-GENERALIDADES

MINSUR S.A. opera la mina de estaño San Rafael, localizada en el

PERU, en el distrito de Antauta, provincia Melgar, departamento de Puno, a

una altitud aproximada de 4,500 m.s.n.m.

GEOLOGIA DEL DEPOSITO, La mineralización es de origen hidrotermal envetas tipo relleno de fracturas y de reemplazamiento en el intrusivo y en las

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filitas, las vetas tienen un rumbo promedio de N 10° - 60° W y buzamiento 75°

NE.

RESERVAS DE MINERAL, el total de reservas probado–probable de los

cuerpos y vetas al 31 de Diciembre del año 2000 es del orden de las 13.9 M de

toneladas con 5.27% de estaño, en el año 2001 las posibilidades de

incrementar o mantener nuestras reservas serán muy limitadas, debido a

factores mineralógicos-estructurales y de profundización.

3.-EQUIPO MECANIZADO DE MINA

Para la aplicación del método Sublevel Stoping (L.B.H.), la selección de

equipos de perforación, acarreo y transporte(LHD) están basados

principalmente en rendimiento, tiempo y costo. Con los equipos de hoy se

puede lograr objetivos que anteriormente se tuvo limitaciones.

DESARROLLOS

1 Jumbo electrohidráulico Boomer H-282 A.C.2 Scooptrams de 5.5 yardas cúbicas EJC

PREPARACIÓN NIVELES DE

PERFORACIÓN

1 Jumbo electrohidráulico Boomer H-282 A.C.1 Scooptrams de 6 yardas cúbicas ST – 1000

Atlas Copco

PERFORACIÓN DE TALADROS

LARGOS

1 Simba H-1354 Atlas Copco1 D.T.H. Túnel 60 Drillco Tools1 Mustang A32 CB-E Atlas Copco

ACARREO INTERNO

(EXPLOTACIÓN)

2 Scooptrams de 6.0 yardas cúbicas ST-1000

Atlas Copco1 Scooptram de 5.5 yardas cúbicas EJC-210

Tamrock (1 stand by)

EXTRACCION

MINERAL

(EXPLOT.)

3 Unidades volquetes Volvo Intercooler NL-1241

DESARROLL

OS


PREPARACI

ONES


STAND BY 2 Unidades volquetes Volvo Intercooler NL-12ALIMENTACIÓN A PLANTA 1 Pala Caterpillar CAT-950F (3.8 Tons.)

4.-METODO DE EXPLOTACIÓN

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• A inicios del año 1992 se toma la decisión de introducir el método de

SUBLEVEL STOPING, desarrollándose para ello niveles de perforación

ubicados cada 25 metros.

• Con el incremento cada vez mayor del volumen de reservas del mineral

probado–probable, la alta dirección decide incrementar la capacidad de la

producción, es así que la escala de producción de 800 TM/día, pasa a

1,000, 1,200, 1,500 y a la fecha se ha situado en 2,500 TM/día.

• Actualmente el método de explotación que se aplica en la mina San Rafael

es el Sublevel stoping debido principalmente a:

- La disposición natural del mineral en el yacimiento en forma de vetas conensanchamientos en su estructura denominados bolsonadas o cuerpos,

con buzamientos que oscilan entre 48º hasta 75º.

- La potencia de la mineralización en vetas que oscila entre 2.0 m hasta

6.00 m y en los cuerpos hasta los 35.00 m lo cual favorece la aplicación

del método.

- Las características de la roca encajonante (intrusivo, pórfido,

monzogranítico) muy competente y de dureza media.

- Profundización del yacimiento con mineralización continuada, cuyo

acceso es a través de una rampa principal de 6.0 x 4.0 m2 de sección y

gradiente negativa de 10%.

• El método de explotación se realiza en block mineralizados que tienen una

longitud que varia de 100 hasta los 200 m. En sus extremos se desarrollan

chimeneas que servirán de cara libre (slot) que están ubicadas en la caja

techo de la estructura. (Ver Figura Nº 4)

• En algunos blocks de mineral es necesario preparar una rampa auxiliar de

acceso que nos ayudara a diversificar la secuencia de perforación con los

taladros largos así como la voladura acorde con el volumen y ley de

mineral disponibles y requeridas para asegurar la homogeneidad en la

calidad del mineral que se suministra a la Planta Concentradora ( blending).

• La capacidad actual de perforación de taladros largos es del orden de los

460 metros por día trabajando dos turnos por día, cuyo equivalente en

tonelaje es del orden de las 5,738 TMS. La voladura de los taladros largos

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utilizando mallas más amplias trajo como consecuencia la presencia de

bancos, los mismos que afectaban el rendimiento de los equipos de

acarreo de mineral, esto se solucionó con la adquisición de cinco martillos

rompebancos KENT electro hidráulicos.

• El acarreo interno y la extracción posterior a la planta concentradora se

realizan de dos formas:

- Utilización de Ore Pass que son alimentados con Scooptrams de 6.00

yardas cúbicas a través de parrillas de 20”x 18” en los que operan

Rompe-bancos electro-hidráulicos y luego son cargados los Volquetes a

través de shuts hidráulicos.

- Carguío directo a los Volquetes con los Scooptrams, en los tajeos y/o

galerías de preparación para el efecto se acondicionan las cámaras de

carguío.

5.- PREPARACION DE NIVELES DE PERFORACION

Las preparaciones se están ejecutando de dos maneras: en la primera

parte considerando taladros largos paralelos con bancos de 25 metros de

altura y en la segunda parte el mismo método de explotación con la

variación de taladros largos radiales con bancos de 50 metros de altura.

5.1.- PREPARACIONES PARA EL MINADO ACTUAL CON BANCOS DE

25 METROS DE ALTURA

Desde la rampa principal se accede mediante una cortada a la zona

mineralizada y se desarrollan niveles de preparación cada 25 metros

con una sección inicial de 5m x 4m siguiendo la dirección del rumbo

de la estructura mineralizada.

• Estas galerías luego son desquinchadas en toda la potencia de la

veta o cuerpo, dejando pilares provisionales de una sección de 10m x

5m en el caso de cuerpos potentes.

• Posteriormente se desarrollan galerías de extracción cada 100

metros de altura (by passes), cuya sección es de 5m x 4m, ubicadas

en la caja piso y paralelas a la estructura mineralizada, las cuales

están a 15 metros de distancia de la veta o cuerpo.

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• Desde el by pass se preparan estocadas (draw points) cada 15

metros con una sección de 4m x 3m en dirección perpendicular a la

estructura mineralizada.

•

En los extremos de los tajeos se desarrollan chimeneas sobre mineralde una sección de 2m x 1.5m, que sirven de cara libre para la

voladura de los bancos.

• A fin de diversificar la secuencia de minado y disponer de mas

caras libres se desarrollan rampas auxiliares entre niveles

5.2.- PREPARACIONES PARA EL MINADO FUTURO CON

BANCOS DE 50 METROS DE ALTURA

Actualmente se están realizando variantes con el objetivo de

minimizar la inversión en el laboreo de las preparaciones y

controlar la estabilidad de la mina para ello se esta realizando lo

siguiente.

• Diferencia de cotas entre niveles de perforación y voladura

cada 50 metros.

• Mantener una sola Galería en la caja techo, a partir de la cual

se perforaran taladros radiales (variante en evaluación que

reemplazaría a los taladros paralelos).

• Mantener los niveles de extracción cada 100 metros

• El tajo piloto que esta en prueba es del nivel 5310 al 5200,

Para el cual en la etapa de voladura se prepararán 02

rampas de acceso y salida para los niveles 295-270 y 270-250.

• En las preparaciones entre los niveles 310 y 200, se desarrolló

previamente el nivel 295 dejando un puente efectivo de 11 m. Para

poder controlar la estabilidad de la mina. Posteriormente los niveles

250 y 200; y luego al optar el método de explotación del sublevel

stoping cada 25m se prepararon los subniveles 225 y 270 que será

explotada de acuerdo al sistema actual .

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6.0.- PLAN DE MINADO EN LA EXPLOTACION

6.1.- DISEÑO DE MALLAS DE PERFORACION

Para el diseño de la malla de perforación existen distintos modelos

matemáticos que nos proporcionan valores aproximados

requiriéndose para ello, conocimiento de las características físico-

mecánicas de las rocas, explosivos, resistencia a la tensión,

compresión, elástica, etc. Estas variables pueden ser clasificadas

en:

VARIABLES NO CONTROLABLES:

- Características geomecánicas del macizo rocoso.

- La geología regional, local y estructural.

- La hidrología.

- Los aspectos geotécnicos.

VARIABLES CONTROLABLES:

- Geometría del disparo.

- Características físico-químicas explosivos.

- Orden de encendido “retardos”.

- Fragmentación requerida.

• En San Rafael inicialmente los diseños de perforación que se

aplicaron fueron las perforaciones en radial, pero el difícil control

en la perforación y voladura ocasionaban presencia excesiva de

bancos que requería voladura secundaria con altos costos de

perforación y un bajo índice de perforación. Esto nos obligo a

modificar este diseño por el de una perforación paralela. Para

ello fue necesario ampliar la labor de preparación en todo lo

ancho de la veta o cuerpos hasta los limites de las cajas techo y

piso. Pero ahora con otros equipos que prestan mayores

ventajas es posible realizar lo que en algún momento no era

posible.

• Los nuevos diseños nos permitieron un mejor control en cuanto

a la perforación y voladura, mejorándose además la

fragmentación y los índices de perforación en un 100%.

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• La perforación paralela presenta el inconveniente de las

desviaciones especialmente en los equipos de perforación

electro hidráulicos por el orden del 2%, con el DTH se están

obteniendo desviaciones menores al 2%.

• El diseño de la malla de perforación se ha realizado aplicando el

algoritmo de LANGEFORS, el cual arroja resultados de diseño

para una malla cuadrada con un rango del burden de perforación

y el espaciamiento requerido teniendo en cuenta la dureza del

mineral, fragmentación requerida, diámetro del taladro, longitud

del taladro. Orientación, tipo de explosivo, precisión del

emboquillado, etc. La formula de LANGEFORS es como se

detalla a continuación:

))/(**/()*(*)33/( BS f c PRP dc D B =

B : Burden ( Mts )

D : Diámetro del taladro ( mm )

C : Constante de roca = 0.40+ 0.75 r. duras y 0.3+ 0.75 r. medias

PRP : Potencia relativa del explosivo en peso

F : Factor de fijación = 0.85 ( barrenos inclinados )

S / B : Relación Burden - espaciamiento = 1.25

Dc : Densidad de carga ( Kgs / dm3 )

• El valor del burden (Bp) practico esta en función al burden

máximo “B” aplicando una corrección por desviación de los

taladros y error de emboquillado.

Bp= Bm - 2D - 0.02L, siendo L la longitud del taladro.

Los valores obtenidos son:

BP =2.48 m para examon

BP = 3.08m para emulsiones

Longitudes de perforación: 22m a 30m

• Estos valores fueron ajustados en el terreno con la finalidad de

mejorar la fragmentación, mejorando la precisión de la

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perforación y evitar en lo posible la voladura secundaria. Los

valores con las cuales actualmente se trabajan se muestran en

el siguiente cuadro :

EQUIPODIAMETRO BURDEN ESPACIAMIENTO

Pulg. M m

Simba H-1354(Cuerpos) 3 ½ 3 3

Simba H 1354 (Veta) 3 2.5 2.5

Down The Hole 3 ¾ 2.7 3

6.2.- SECUENCIA DE MINADO

• Para la secuencia de minado tendremos en cuenta todas las

consideraciones anteriormente mencionadas y también debemos

integrar los Blocks de mineral que van del Nivel 310 hasta el

nivel 200 a los blocks que actualmente se encuentran en

producción, con lo cual tendremos el siguiente mineral de

acuerdo a su cubicación:

NIVEL T.M.S. % Sn

MINERAL DEL 450 AL 310 1’795,555.00 5.5MINERAL DEL 310 AL 200 3’364,299.00 5.16

TOTAL 5’159,854.00 5.28

• De acuerdo al planeamiento del nivel 450 hasta el nivel 310 se

viene realizando el método de explotación descendente y la

secuencia de minado en cuatro direcciones.

• Mientras que en la explotación de los blocks de mineral que van

del nivel 310 al nivel 200 serán más simple ya que solo tendrádos direcciones en los extremos: una que va de norte a sur y

otra de sur a norte.

• También en estos niveles se tiene en prueba un tajo piloto en el

denominado Tajo (200-10)S correspondiente al Cuerpo 310 S.

Este tendrá como niveles de perforación :

- Nivel 295. Con perforación hacia arriba hasta el 310 y hacia

abajo hacia el nivel 250. Los taladros tendrán longitudes de 15hasta 35 metros.

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- Nivel 250. Con perforación hacia arriba, con taladros hasta de

25 metros, y hacia abajo con taladros de hasta de 32 metros.

- Nivel 200. Con perforación a manera de Undercut hacia arriba.

Con taladros hasta de 22 metros.

• Los resultados positivos que se obtengan de este tajo piloto, nos

permitirán en el futuro eliminar subniveles cada 25 metros, y

trabajar con niveles cada 50 metros.

• La perforación deberá ser combinada entre los equipos Simba

H-1354 y DTH túnel 60 o Mustang A-32. El Simba nos permitirá

realizar las perforaciones hacia arriba en los niveles 295, 250 y

200; y hacia abajo en las zonas de veta. Los otros equipos nos

permitirán realizar las perforaciones hacia abajo en los niveles

295, 270, 250 y 225 en las zonas de cuerpo (Ver cuadro Nº 3)

• El sentido de las perforaciones será similar al cuadro de la

secuencia de extracción, priorizándose los tajos que estarán

próximos en producción.

• La voladura se seguirá realizando como se viene haciendo en

los actuales niveles de producción; pero en la voladura del tajo

piloto (200-10)S cuerpo 310-S, esta irá a la par con la

perforación, pues primero se perforará los taladros hacia arriba

desde los niveles 200, 250 y 295, para inmediatamente ser

disparados e ir dejando las condiciones para la perforación

debajo de los niveles 295 y 250.

• La extracción será en forma de gradines, siguiendo la secuencia

de la voladura; será racional y equilibrada entre los tajos de alta

ley y de baja ley, de tal forma que se mantenga la ley de cabeza

a 5.2 % Sn.

• Hasta el nivel 310 la extracción final será a partir de los Ore

Pases, OP 68, OP 84, OP 87, OP 95; en algunos casos será

combinada con carguío directo; pero en el nivel de extracción

200 todo el mineral será extraído con carguío directo a partir de

las cámaras que ya se encuentran hechas en los by pases 200-

N y 200-S.

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7.- COSTO DEL MINADO ACTUAL Y EL PROPUESTO

Para determinar los costos unitarios se ha considerado un block de

mineral cuyas dimensiones promedio son: longitud de tajo 100 m, Ancho

de la zona mineralizada 15 m, altura de banco 50 m. Y densidad del

mineral de 3.00TM/M3.cuyo tonelaje a extraerse es de 225,000.00TM .

El costo en el minado de taladros largos radial en bancos de 50 metros

de altura se logra reducir el costo en 0.34 $/TM que representa un 20%

con respecto a los taladros largos paralelos con bancos de 25 metros de

altura. Esta reducción de costo se debe básicamente a que no se

realizan desquinches laterales y el nivel de perforación intermedia se

elimina.

COSTO DE MINADO TALADROS LARGOS PARALELOS A 25

METROS DE BANCO

ACTIVIDAD COSTO UNITARIO

($/TM)

COSTO TOTAL

($)Galería de preparación 10.68 128,160.00Desquinche lateral 3.46 41,520.00Perforación taladros largos 0.56 112,560.00Voladura taladros largos 0.32 64,320.00Voladura secundaria 0.40 16,080.00Sostenimiento 0.10 20,100.00

TOTAL 382,740.00

COSTO DE MINADO TALADROS RADIALES A 50 METROS DE

BANCO

ACTIVIDAD COSTO UNITARIO($/TM)

COSTO TOTAL

10



Galería de preparación 11.58 83,376.00Desquinche 3.46 0.00Perforación de taladros largos 0.56 123,816.00Voladura de taladros largos 0.32 70,752.00Voladura secundaria 0.40 24,120.00

Sostenimiento 0.10 3,068.00TOTAL 305,132.00

8.-CONCLUSIONES

- La aplicación de taladros largos en bancos de 50 metros es factible dado que los

principios son los mismo que en un banco de 25 metros, con la ventaja de que los

equipos de ultima generación con las que se cuenta se puede controlar mejor la

desviación del taladro a mayor longitud. Que en años anteriores fue uno de los

principales limitantes.

- Con la perforación de taladros largos paralelos a 25 metros de banco, la

estabilidad de la labor queda debilitada necesitando mayor área a sostener para la

seguridad del personal y equipos. Mientras que con la perforación radial en bancos

de 50 metros se minimiza la perturbación al macizo rocoso debido a que se realizan

menos voladura en los alrededores, como también se tiene menos área expuesta a

deformaciones.

- La perforación de taladros largos radial en bancos de 50 metros, simplifica la

operación como también acorta el tiempo de ejecución y el costo se reduce

considerablemente en lo que respecta la preparación de la labor.

- La perforación de taladros radiales es aplicable en zonas mineralizadas cuyo

ancho debe ser como mínimo 6.0 metros, sean bancos de 25 metros o de 50

metros o más.- El costo de minado con taladros paralelos en bancos de 25 metros es

aproximadamente a 1.70 $/TM. Y en taladros radiales en bancos de 50 metros es de

1.36 $/TM. Significando con la puesta en marcha de la propuesta se lograría un

ahorro de 0.34 $/TM que representa un 20% menos del costo actual.

- Por las razones antes mencionada se debe iniciar la aplicación de taladros

radiales en bancos de 50 metros en un plazo muy corto, de manera que se pueda

mejorar la productividad actual.-

11



10. - BENEFICIOS A OBTENER EN EL FUTURO CON LA GENERALIZACION

DEL TEJEO PILOTAN A TODAS LAS LABORES DE LA MINA

Según los cálculos obtenidos, el beneficio unitario por la ampliación de la distancia

entre los bancos de perforación de 25 metros a 50 metros es 0.34 U$ / Tm, y según

ello tenemos que el monto ahorrado por la ampliación de la distancia de perforación

entre bancos es como sigue:

Reserva a ser minado en la veta SAN RAFAEL entre NV-4100 Y NV-4200 = 3.4 M (TM)

Reserva a ser minado en la veta SAN RAFAEL entre NV-4000 Y NV-4100 = 2.3 M (tm )

Reserva a ser minado en una parte de otras vetas = 1.7 M ( TM )

TOTAL DE RESERVAS A SER MINADO CON BANCOS DE 50 METROS = 7.4 M ( TM )

AHORRO TOTAL POR INCREMENTO EN LA ALTURA DE BANCO = 2.52 M ( US$ )

A la fecha ( 27 de Abril de 2001 ), los trabajos de minado en él tajeo piloto estan

arrojando buenos resultado, se han presentado muchos problemas los mismos que

estan siendo solucionados y sobre todo estamos aprendiendo todos juntos

( ingenieros, personal de mando medio y sobre todo los obreros ), este caudal de

experiencia practica servirá para poder ampliar los cambios a todas las labores deminado en la mina SAN RAFAEL.( ver plano # 1)

10.- PLANOS, FIGURAS, ESQUEMAS

Para una mejor visualización del trabajo se presenta lo siguiente:

Figura # 4 = Equipo de perforación MUSTANG A-32Figura # 5 = Equipo de perforación SIMBA H-1354

Figura # 6 = Dimenciones de la labor para el equipo SIMBA H-1354

Plano # 1 = Sección longitudinal de la veta SAN RAFAEL, veta de mayor reserva

Esquema # 1 = Isometrico de diferentes niveles plan de minado hasta el 2004

( niveles cada 20 / 25 metros de altura de banco )

Esquema # 2 = Plan de minado hasta el 2004 ( vista frontal )

Esquema # 3 = Isometrico gradines de voladura ( bancos cada 20 / 25 metros )

Esquema # 4 = Plan de minado a largo plazo ( generalización del tajeo piloto )

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11.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

- Manual de perforación y voladura de rocas, Instituto Tecnológico Geominero de

España, 1994.

- SME Mining Engineering hand book, Howard L. Hartman, volumen I y II , United

States of America 1992.

- Manual practico de Voladura , EXSA tercera edición , Perú 2000

- Técnica moderna de voladura de rocas, U.Langerfors y B. Kihlstrom, Suecia

1968.

- Underground Mining Method Handbook mines, W.A. Hustrulid AIME, United

States of America 1985.

- Reportes de control de perforation y voladura en el tajeo piloto

( SISTEMA SAP R-3 )

13



F I G U R A 1

14

GALERIA DE PERFORACION

TALADROS

LARGOS

RADIALES

TALADROSLARGOS

RADIALES

GALERIA DE

PERFORACION

25mt 50mt

25mt50mt

MINSUR S.A.

SN RAFAEL

MINSUR S.A.

SN RAFAEL

ESQUEMA PARA PERFORAR TAL LARGOS PARALELOS

PROYECTO DE3 MINADO A LARGO

PLAZO

PLAN DE MINADO ACTUAL

ESQUEMA PARA PERFORAR TAL LARGOS RADIALES

NIVEL DE EXTRACCION NIVEL DE EXTRACCION

Niv. 200

Niv. 250

Niv. 295

Niv. 250

Niv. 225

Niv. 200



S E C U E N C I A D E M I N

F I G U R A 3

15

PLAN DE MINADO ACTUAL PROYECTO DE MINADO A LARGOMINSUR

MINMA SAN RAFAEL

DTH - SIMBA

DTH - SIMBA

SIMBA Niv. 200

Niv. 250

Niv. 295

Perforar y

disparar

Perforar y

disparar

Segundo

disparo

Segundo

disparo

Se dispara

A la vez

Primer

disparo

Perforar Primero y luego la voladura

1

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