VOLADURA DE CHIMENEAS

18
1 USO DE TALADROS LARGOS Y “DROP RAISING” EN VOLADURA DE CHIMENEAS Santiago Misari Perubar S. A. INTRODUCCIÓN La mecanización actual en la minería nos permite desarrollar una serie de técnicas, las cuales tienen una alta incidencia en la productividad y eficiencia dentro de las operaciones mineras. La perforación y voladura son operaciones unitarias que tienen estrecha relación en el proceso de minado, por lo tanto el diseño y ejecución de los mismos deben llevarnos a un resultado eficiente. Mediante el presente trabajo transmitimos las experiencias logradas en el uso de taladros largos y “Drop Raising” en voladura de chimeneas. La tecnología de perforación y voladura ha logrado avances muy importantes al implementar equipos de alto rendimiento. Estos dos elementos interrelacionados con las características Geomecánicas de las rocas van a determinar el éxito de una buena fragmentación de roca. OBJETIVOS Eliminar por completo los riesgos más altos en el avance de chimeneas de producción. Eliminar el uso de andamios metálicos. Acelerar el ciclo de minado. Disminuir costos de perforación y voladura.

Transcript of VOLADURA DE CHIMENEAS

Page 1: VOLADURA DE CHIMENEAS

1

USO DE TALADROS LARGOS Y “DROP RAISING” EN

VOLADURA DE CHIMENEAS

Santiago Misari

Perubar S. A.

INTRODUCCIÓN

La mecanización actual en la minería nos permite desarrollar una serie de

técnicas, las cuales tienen una alta incidencia en la productividad y eficiencia

dentro de las operaciones mineras.

La perforación y voladura son operaciones unitarias que tienen estrecha relación

en el proceso de minado, por lo tanto el diseño y ejecución de los mismos deben

llevarnos a un resultado eficiente. Mediante el presente trabajo transmitimos las

experiencias logradas en el uso de taladros largos y “Drop Raising” en voladura

de chimeneas.

La tecnología de perforación y voladura ha logrado avances muy importantes al

implementar equipos de alto rendimiento. Estos dos elementos

interrelacionados con las características Geomecánicas de las rocas van a

determinar el éxito de una buena fragmentación de roca.

OBJETIVOS

Ø Eliminar por completo los riesgos más altos en el avance de chimeneas

de producción.

Ø Eliminar el uso de andamios metálicos.

Ø Acelerar el ciclo de minado.

Ø Disminuir costos de perforación y voladura.

Page 2: VOLADURA DE CHIMENEAS

2

ASPECTOS GEOLÓGICOS

Los cuerpos son depósitos de baritina, sulfuros masivos y stockwork

emplazados en volcánicos.

Actualmente los yacimientos que están en producción son: Cecilia (Norte y Sur)

y parte de Graciela.

El mineral económico de mayor importancia es la marmatita y esfalerita y en

menor proporción la galena, lo acompañan como ganga la baritina, pirita y

como roca encajonante tenemos tufos, lavas felsíticas y calcosilicatos.

Page 3: VOLADURA DE CHIMENEAS

3

TIPO DE ROCA

CalcosilicatosSedimentarios

Roca carbonatada de color grisverdoso con venilla de calcita.

Rampa

Cecilia

TufosSedimentarios

Detritus de orígen calcáreo Roca EncajonanteC.N. y C. S.

Lavas FésicasDacíticas

Volcánicos

Color marrón, andesíticas Roca EncajonanteC.N. y C. S.

ASOCIACIONES MINERALOGICAS

Baritina Zinc Textura bandeada, esfaleritadiseminada y en menor proporcióngalena, color gris claro

C. Norte

Pirita Zinc Textura brechosa, marmatita, galenacolor gris oscuro

C. Sur

CLASIFICACION GEOMECANICA DE LA MASA ROCOSA

MATERIAL ZONA RMR Q Densidadgr/cm³

Compres.Uniaxial

MPa

Calidad

Marmatitagalena y pirita

CeciliaSur

60 4.22 4 70-150 Regular

Baritina, Zinc CeciliaNorte

48 1.68 4.16 85-130 Regular

Baritina, Zinc CeciliaNorte

40 0.65 4.16 85-130 Mala

Calcosilicato RampaCecilia

38 0.43 3.35 80-150 Mala

CalcosilicatoTufo

RampaCecilia

30 0.2 3.35 75-120 Mala

Page 4: VOLADURA DE CHIMENEAS

4

TAJEOS DE PRODUCCIÓN

DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN

OPERACIONES UNITARIAS

PERFORACIÓN

Page 5: VOLADURA DE CHIMENEAS

5

CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS Y FACTORES QUE INFLUYEN EN LA

PERFORACIÓN DE TALADROS LARGOS

ESPECIFICACION EQUIPOS

NOMBRE JUMBO JUMBO TRACK DRILL

MARCA TAMROCK TAMROCK INGERSOLL R.

ENERGIA ELECTRO HIDRAULICO

NEUMATICO NEUMATICO

TIPO SOLO SOLO -

MODELO – EQUIPO H 506 RTS A 405 M 350 M

MODELO – MARTILLO HL-500 S L –410 L - 410

N° PERSONA 1 1 1

PER – ROT – AVAN BAR

125 – 50 – 110

PSI

80 – 80 – 80

PSI

80 – 80 –- 80

BARRIDO AGUA AIRE /AGUA AIRE / AGUA

PRESION DEL AGUA (BAR)

10 – 14 3 – 5

3 – 5

CONSUMO DE ENERGIA MOTOR 45 Kw.,

BOMBA 4 Kw.,

COMP. 7 Kw.= 56 Kw.

-

-

BARILLAJE L = 1.5 m. (MF)

COPLA INCORP R32.

Ø = 1 ¼

L = 1.5 m. SOGA

COPLA R32

Ø = 1 ¼

L = 1.5 m. SOGA

COPLA R32

Ø = 1 ¼

DIAMETRO DE BROCA 2”, 4” y 5” 2”, 4” y 5” 2”, 4” y 5”

SECCION PERFORACION

RADIAL 360° RADIAL 360° DESCENDENTE

TRASLADO REMOLQUE REMOLQUE REMOLQUE

COMPLEMENTARIO Chequeo Guiador, Nivelación y Centrado, Afilado de Brocas.

Page 6: VOLADURA DE CHIMENEAS

6

TIEMPOS DE PERFORACION

CICLOS JUMBO HIDRAULICO

(12 BARRAS)

JUMBO NEUMATICO

(12 BARRAS)

Perforación 13’ 30’

Colocar Barras 3’ 4’

Recuperar Barras 15’ 20’

Ciclo Total 31’ 54’

PERFORACION EN TAJEOS

JUMBOHIDRAULICO

JUMBONEUMATICO

TRACK DRIL L

TIPO DE ROCA CALIDADROCA

Barras/Guardia

Barras/Guardia

Barras/Guardia

Baitina, Zinc Suave 100 63 38

Pirita, roca, Zinc Duro 58 37 12

Plomo, Zinc, Roca,Pirita

Muy duro 36 23 7

VELOCIDAD DE PERFORACION

EQUIPOPERFORAC.

VELOCIDAD( m/min.)

ØBROCA

LONG.BARRA

PERFORAC.NETA

N° BARRASX GUARDIA

(Pulg) (m) ( hrs )

JUMBO N° 4 1.3 2” 1.5 4h 42” 60

JUMBO N° 3 0.6 2” 1.5 3h 28” 34

JUMBO N° 2 0.6 2” 1.5 3h 57” 29

Page 7: VOLADURA DE CHIMENEAS

7

Page 8: VOLADURA DE CHIMENEAS

8

VOLADURA

EQUIPO : ANFOCAR

CAPACIDAD 320 Kg.

PRESION DE CARGUIO 30 Lbs / Pulg2

PERSONAL : 2 (MAESTRO Y AYUDANTE)

Las propiedades Geomecánicas de la masa rocosa tienen que ver con el

rendimiento específico de determinado tipo de explosivo.

• Modulo Elástico: Capacidad para transmitir la energía.

• Resistencia compresiva, la energía requerida: Facilidad para generar

fracturas y desplazamiento de los fragmentos de rocas.

La cantidad y distribución de explosivo en un taladro está en función del

diámetro de taladro, altura o profundidad de los mismos, malla (B x S), la

proyecciones del material y las condiciones geológicas estructurales de la

masa rocosa

EQUIPO ANFOCARD

Page 9: VOLADURA DE CHIMENEAS

9

DISTRIBUCIÓN DE CARGA EN UNA CHIMENEA CON EL DISEÑO ANTIGUO

Page 10: VOLADURA DE CHIMENEAS

10

SEXTA PRUEBA - METODO " DROP RAISING "

Lugar : Mina Cecilia NorteLabor : Chimenea en Tajeo "660 " del Niv. 965

Fecha: 27 de Enero de 1999 Responsable : Ing. Santiago Misari

1.- PERFORACION DE CHIMENEA DE ABAJO HACIA ARRIBADimensiones : altura 14.00 m .

ancho 2.20 m .largo 2.20 m .

Total volumen roto 67.76 m 3.1.1. - Diámetro de taladro (1) 51.00 mm Ø ( 2")

Total taladros 17.00Promedio profundidad 14.00 m .Total metros 238.00 m .Velocidad de perforación 7.00 m ./ hora ( con Jumbo Neumático )Tiempo total 34.00 horas

1.2. - Gravedad especifica de explosivo 0.90 grs/ccKgs. Explosivo por metro 1.82 kg.Promedio de taco 0.50 m.x 17 = 8.50 m.Total explosivos 238 - 8.50 = 229.50 m.

229.50 x 1.82 = 417.70 kgs.1.3. - Diámetro de taladro (2) 127.00 mm ( 5")

Total taladros 4.00Promedio profundidad 14.00 m .Total metros perforados 56.00 m .Velocidad perforación 2.50 m ./hora (con Jumbo Neumático)Tiempo total 22.40 hrs.

1.4. - Tiempo total del perforación 34.00 hrs.+ 22.40 hrs. = 56.40 horasMetro cubico por metro perforación 67.76/ 294,00 = 0.23Metro cubico por kg. Explosivo 67.76/ 417.70 = 0.16

PRIMERA PRUEBA METODO '' DROP RAISING ''Lugar : Mina Cecilia NorteLabor : Chimenea en tajeo " Z " del Niv. 990 al 1015Fecha : 07 de Diciembre de 1998 Equipo: Jumbo Neumatico

PARAMETROS UNIDADES PERFORACION DE ABAJO HACIA ARRIBA PERFORACION DE ARRIBA HACIA ABAJO

DIMENSIONES altura m. 5.50 16.50ancho m. 2.00 2.00largo m. 2.00 2.00

Volumen roto m 3. 22.00 66.001 Diámetro del taladro (1) mm. ( 2") 51.00 51.00

Total taladros un 17.00 17.00Prom .de profundidad m. 5.50 16.50Total metros perforados m. 93.50 280.50Velocidad de perforación m. /hora 7.00 7.00Tiempo total horas 13.40 40.00

2 Gravedad especifica del explosivo grs./cc 0.90 0.90Explosivo por metro . kgs. 1.82 1.82Promedio de taco m. 0.76 x 17 = 12.92 0.80 m.x 17 = 13.60Total explosivos kgs. 93.50 -12.92 = 80.58 m. 280.50 -13.60 = 266.90 m.

80.58m. x 1.82 kgs./m. = 147 Kgs. 266.90 x 1.82 kgs./m. = 4863 Diámetro del taladro (2) mm. ( 5¨ ) 127.00 127.00

Total taladros un 3.00 3.00Prom .de profundidad m. 5.50 16.50Total metros perforados m. 16.50 49.50Velocidad de perforación m /hora 2.50 2.50Tiempo total horas 6.60 19.80

4 Tiempo total de perforación horas 13.40 hrs. + 6.60 hrs. = 20 hrs. 40 hrs. +19.80 hrs. = 59.80 hrs.Total m3. por metro perforado. m3/m 93.50 +16.50 = 110 m. 280.50 +49.50 = 330 m.

22 : 110 = 0.20 66 : 330 = 0.20 Total m3.por kg. de explosivo m3/kg. 22 : 147 = 0.15 66 : 486 = 0.14

Page 11: VOLADURA DE CHIMENEAS

11

Page 12: VOLADURA DE CHIMENEAS

12

Page 13: VOLADURA DE CHIMENEAS

13

Page 14: VOLADURA DE CHIMENEAS

14

COSTOS DE PERFORACIÓN Y VOLADURA EN CHIMENEAS CON JUMBO

HIDRÁULICO

DISEÑO DROP DROPANTIGUO RAISING 1 RAISING 2

Altura del banco (m) 15 15 15Sección : ( m x m) 2 x 2 2.2 x 2.2 2.2 x 2.2N° Taladros 2” Ø 15 17 17Metros perforados por guardia 74 74 74Total metros perforados 225 255 255Costo de perforación 2" ($/m) talad. 8 8 8Costo de perforación de 2” ($/m)chim.

120 136 136

N° Taladros 5” Ø 3 4 6Metros Perforados X Hora 2.5 2.5 2.5Metros Perforados X Guardia 13.5 13.5 13.5Total metros perforados 45 60 90Costo perforación ($/m) talad. 14 14 14Costo perforación ($/m) chim. 42 56 84COSTO TOTAL ($/m) tald. 22 22 22COSTO TOTAL PERF. ($/m) chim. 162 192 220COSTO DE VOLADURA ($/M)chim.

21.7 26.4 19.0

COSTO ACROW 14.2 - -COSTO TOTAL PERF. Y VOLAD.($/m)

197.9 218.4 239

* ** **** ALTO RIESGO: Chimenea ciegas y comunicados** PERSISTE EL RIESGO: Solo en chimeneas ciegas*** SE ELIMINA RIESGO: en ambos casos

Page 15: VOLADURA DE CHIMENEAS

15

CONTROL DE VIBRACIONES

EVENTO TAJEO CRUCERO RAMPA

ONDAS Trans Vert. Long. Trans Vert. Long. Trans Vert. Long.

PPV (mm/s) 17,3 14,9 25,5 23,5 34,2 29,1 14,5

Frecuencia (Hz) 68 64 73 >100 >100 >100 >100 >100 >100

Tiempo (Seg.) 0,008 0,032 0,009 74,85 100.282 74,85 75.429 75.424 69.813

Aceleración Pico (mm) 1,01 0,901 1,41 2,74 4,48 2,88 2,17 5,32 1,76

Desplazamiento Pico (mm) 0,0362 0,0615 0,0634 2,42 1,85 3,08 4,48 4,41 5,95

Vector Resultante Pico (mm/s) 30,8 37,4 35,3

Distancia de Medición (m) 18 18,5 16,5

Carga por retardo (kg) 45,8 3,9 3,9

COSTO POR NATURALEZA DE GASTOS

Page 16: VOLADURA DE CHIMENEAS

16

Page 17: VOLADURA DE CHIMENEAS

17

CENTRO DE COSTOS

PERUBAR

COSTOS DE PRODUCCION

COSTOS DE PRODUCCION

'000 USD Cost Unit ($/t) '000 USD Cost Unit ($/t)

MINA

PERFORACION 51,333 1.14 51,985 1.11

VOLADURA 18,355 0.41 13,263 0.26

EXTRACCION Y CARGUIO 24,222 0.54 25,121 0.57

SOSTENIMIENTO 35,540 0.79 36,508 1.02

TRANSPORTE INTERNO 40,083 0.89 57,023 1.00

SERVICIOS AUXILIARES 30,553 0.68 30,530 0.68

RELLENO HIDRAULICO 145,368 3.23 111,970 2.33

GEOLOGIA 11,066 0.25 9,338 0.20

INGENIERIA 6,027 0.13 5,854 0.15

MANTENIMIENTO 20,564 0.46 16,041 0.39

SUPERVISION 14,178 0.32 12,331 0.31

TOTAL COSTO MINA 397,289 8.83 369,963 7.54

TOTAL COSTO CONCENTRADORA 148,367 3.23 138,174 2.98

TOTAL COSTOS INDIRECTOS 141,516 3.08 126,912 2.74

COSTO TOTAL PRODUCCION 687,172 14.98 635,249 14.01

20001999

Page 18: VOLADURA DE CHIMENEAS

18

CONCLUSIONES

1. Los métodos de perforación y voladura utilizando el Drop Raising, son

indudablemente los más seguros en cuanto a protección del personal y

equipo.

2. El éxito de la voladura depende del paralelismo de los taladros.

3. Para disminuir la desviación de los taladros debe cumplirse lo siguiente:

• Tener el equipo en buenas condiciones.

• Usar barras estabilizadoras.

• Capacitar al perforista e inculcarle las implicancias de una mala

perforación.

4. Las vibraciones se minimizan mediante las voladuras controladas así

mismo carga desacoplada, la que reduce la transferencia de energía.

5. Estos métodos de perforación y voladura nos han permitido agilizar el

ciclo de minado.

6. Los costos de perforación tuvieron un incremento.

7. Los costos de voladura tuvieron una reducción.

REFERENCIAS

1. DETALLES POR CENTRO DE COSTOS – PERUBAR

2. MONTHLY REPORT – PERUBAR

3. ESTUDIO GEOMECANICO – MINAS CECILIA NORTE, CECILIA SUR -PERUBAR – Ing° David Cordova

4. “EXPLOSIONS RESEARSH APPLIED TO MINE AND QUERRYBLASTING”CW LIVINSTONMINING ENGINEERING – 1960