Tercer Informe Técnico

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“AÑO DE LA INTEGRACIÓN NACIONAL Y EL RECONOCIMIENTO DE NUESTRADIVERSIDAD”

INFORME TÉCNICO

Cajamarca, 13 de febrero de 2012

INFORME Nº 02 – 2011 – MYSRL – CAJAMARCA

AL : Ing. Marco Antonio Jauregui VargasSuperintendente de Operaciones de Minera

Yanacocha SRL

DE : Marlon Jonathan Trigoso MarinPracticante de Ingeniería de Minas de la UAP –

Cajamarca

ASUNTO : Comunica actividades realizadas en el área dePerforación

REFERENCIA : LA QUE SE INDICA

Tengo el agrado de dirigirme a Ud. En primer lugar para hacerlellegar mi más cordial saludo y de igual forma indicarle que en conformidad con elcronograma asignado por su despacho vengo realizando prácticas en el área dePerforación y Voladura las cuales están programadas hasta el día 15 de febrerodel presente año, de igual manera le hago saber que mi responsable el Ing.

Edwin Briceño viene realizando todas las coordinaciones necesarias con mipersona, a fin de facilitarme la información necesaria para mi desarrolloprofesional, de la misma forma hago saber a usted que el Ing. Luis Diaz , personaa la cual se me designó en el transcurso de mi estancia en la mencionada áreaen el transcurso de la semana del 6 al 8 del presente mes, me ha facilitado losespacios correspondientes además de su asesoría en campo, como ladescripción del trabajo que se desempeña en función a lo que se solicita,además me hizo entrega de bibliografía a fin de mejorar mis aspectos teóricoslos cuales fue evaluando día a día. Las actividades iniciaron a las 8 horas 0minutos hasta las 12 horas 30 minutos con un espacio de 15 minutos para elrefrigerio, retomando las actividades a las 12 horas 45 minutos hasta las 4 horas0 minutos.

Es todo cuanto tengo que informar a Ud. en honor a la verdad.



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Marlon Jonathan Trigoso Marín

Practicante de Ing. De Minas - UAP

TABLA DE CONTENIDO

Pág.

Introducción 03

Antecedentes 04

Formulación del Problema 05

Objetivos de la Investigación05

Objetivo General

Objetivos Específicos

Justificación 06

Marco Teórico

Desarrollo 10

Conclusiones 11



Referencias Bibliográficas 12

INTRODUCCIÓN

El presente informe técnico se ha elaborado con la finalidad de dar aconocer los trabajos sobre voladura que se realizan en las zonas deLa Quinua (El Tapado, El tapado Oeste); para de esta manera tener elconocimiento de alguna problemática, y de esta forma plantear algunaalternativa de solución ante la misma, permitiéndonos poner enpráctica la teoría adquirida.

Una vez analizada la influencia de las propiedades de las rocas en lafragmentación, los criterios de selección de los explosivos, laincidencia de cada variable de diseño de las voladuras. Y sus efectossobre los resultados obtenidos.

Queda pues, determinar la disposición geométrica de los barrenos, lascargas de explosivo, la secuencia de encendido y los tiempos deretardo, que constituyen los principales problemas en la práctica de lasvoladuras.

La expansión de la minería a cielo abierto y la evolución de losequipos de perforación han hecho de las voladuras en banco elmétodo más popular de arranque de rocas con explosivos, y queincluso se haya adaptado e introducido en algunas explotaciones yobras subterráneas.

Minera Yanacocha es también productora de emulsión la cual sefabrica en función a parámetros como la Velocidad de Detonación,Potencia absoluta en peso, Potencia relativa, Potencia en volumen,



Resistencia al agua y Diámetro crítico, teniendo como EXPLOSIVOpatrón al ANFO.

2.- ANTECEDENTES

En minería a Cielo abierto (Open Pit), existen aplicacionesdiversas de voladura, las cuáles se utilizan en diversos casos como lossiguientes:

a) Voladuras en banco convencionales . Se persigue la máximafragmentación y esponjamiento de la roca.

b) Voladuras para producción de escollera . Se busca la obtención de

fragmentos gruesos de roca.

c) Voladuras de máximo desplazamiento . Se pretende proyectar un granvolumen de roca a un lugar determinado por la acción de los explosivos.

d) Voladuras para excavación de carreteras y autopistas. Se caracterizanpor los condicionantes que imponen el trazado de la obra y el perfil delterreno.

e) Voladuras en zanjas y rampas . Son obras lineales donde por la estrechezy forma de las excavaciones el confinamiento de las cargas es elevado.

f) Voladuras para nivelaciones y cimentaciones . Son por lo generaltrabajos de reducida extensión y profundidad.

g) Pre voladuras . Se intenta aumentar la fracturación natural de los macizosrocosos sin apenas desplazar la roca.

Otro Factor a tomar en cuenta es la Distribución de Carga En las grandesexplotaciones a cielo abierto se ha venido utilizando de forma regular el ANFOcomo carga única, debido a las siguientes ventajas:

- Bajo coste- Elevada Energía de Burbuja- Seguridad- Facilidad de mecanizar la carga, etc.

El empleo de los hidrogeles se ha visto limitado a los casos en que no eraposible la utilización del ANFO, como por ejemplo cuando los barrenos



alojaban agua en su interior, o simplemente cuando los cartuchos colocados enel fondo actuaban de iniciadores o cebos del resto de la columna de explosivo.

3.- PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN:

3.1. Problema Principal:

¿Qué factores intervienen en la eficiencia de unavoladura?

3.2. Problemas Secundarios:

Factores Geológicos

Factores Geotécnicos Elección de Explosivo Velocidad de Detonación

4.- FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:

¿Por qué es importante determinar los factores queintervienen en la Eficiencia de una voladura?

5.- OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN:5.2.-OBJETIVO GENERAL:

Interpretar los factores que intervienen en laeficiencia de una voladura.

5.1.-OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Interpretar los conceptos sobre Voladura de rocas. Determinar la importancia de las voladuras de Máximo desplazamiento

Determinar las variables del diseño de una voladura.



6.- JUSTIFICACIÓN:

El presente informe está elaborado con la finalidad de analizar las posibles

causas que afectan a la voladura de rocas y la importancia de la mismapara las futuras labores programadas, a la vez depende de su utilización elcontrol de las posibles fallas geotécnicas o labores como pozos o collarineslos cuáles pueden verse afectados por las ondas producidas por laejecución de las mismas.

7.- MARCO TEÓRICO:

Acoplamiento. Se refiere al grado de contacto entre el explosivo en un pozo y la roca quelo rodea. Cuando el diámetro del explosivo es menor que el del pozo, se dice que la cargaestá desacoplada, y la razón de desacople definido como la relación entre el volumen dela carga al volumen del pozo.

Burden y burden efectivo. El burden de un pozo se refiere a la dimensión lineal entre elpozo y la cara libre y se mide perpendicular a la dirección de la línea de pozos queconstituyen una fila (figura 1.2). El término burden generalmente se refiere al burdenperforado, y la dimensión lineal se hace a la cara libre existente del banco. El términoburden efectivo se refiere a la dimensión lineal entre el pozo y la posición de la cara libremás cercana al tiempo de la detonación del pozo

Campo cercano. Término que describe nivel de vibraciones cercano a una columna largade explosivos. Generalmente, cuando se mide tan cerca, como aproximadamente 5

longitudes de la carga de una columna de explosivo, los niveles de vibración es llamadode campo cercano, y requiere la aplicación de ecuaciones complejas para la predicción.

Cohesión. La cohesión de una diaclasa es el esfuerzo de corte requerido para causar eldeslizamiento de bloques en cualquier lado de la diaclasa a esfuerzo normal cero, y reflejapor lo tanto, la rugosidad de la superficie de la diaclasa.

Concentración de carga lineal. La concentración de explosivo, medida en kg/m, a lolargo de un pozo de tronadura. El término puede ser independiente de diámetro del pozo

Cristalización. Se usa para referirse al proceso de crecimiento de cristales dentro de lasolución acuosa de sal en una emulsión explosiva. La cristalización causa un cambio

considerable a la reología y textura de una emulsión, y a su sensibilidad y su performancefinal.

Deflagración. Los materiales del explosivo a menudo se descomponen a rapidez muchomenor que la velocidad del sonido del material sin ningún acceso a oxígeno atmosférico.Esto es una deflagración, y es propagado por la liberación del calor de reacción, y ladirección de flujo de los productos de la reacción es opuesta al de la detonación.



Diámetro crítico. Es el diámetro mínimo mediante el cual puede detonar una cargaexplosiva. Agregando gas finamente disperso se reduce considerablemente el diámetrocrítico de un explosivo. Este diámetro crítico puede ser bastante grande (aprox. 125 mm)para muchas emulsiones y acuageles a granel.

Espaciamiento y espaciamiento efectivo. El espaciamiento para un pozo de tronadura

se refiere a la dimensión lineal entre pozos de tronadura adyacentes que forman una fila,y se mide usualmente paralelo a la cara libre.

Estabilidad Se usa este término para determinar el tiempo que un producto explosivopuede permanecer en un pozo de tronadura sin que ocurra un cambio en su composiciónquímica o física, especialmente cuando se trata de emulsiones y acuageles. Algunosfabricantes lo denominan como "tiempos de residencia" para evitar pérdidas significativasde energía en la tronadura.

Explosivos primarios. Son explosivos que detonan por ignición simple de medios talescomo chispas, llamas, impacto, y otras fuentes primarias de calor. Se denominan asíaquellos que contienen los detonadores, cordón detonante e iniciadores.

Explosivos secundarios son aquellos en que la detonación es iniciada por impacto de ladetonación de un explosivo inicial (primario). Esta reacción se presenta en todos losexplosivo usados en tronadura de rocas.

Factor de carga. Mediante este término se describe la cantidad de explosivo usado pararomper un volumen o peso unitario de roca.

Razón de rigidez. Es un término que describe la influencia de la geometría del disparo enel estado de confinamiento de una columna de explosivo, y se toma como la razón entrela altura del banco y el burden.

La detonación es la fase inicial de un proceso de fragmentación (fig. 2.1), en la cual losingredientes básicos de un explosivo (combustible y comburente), se convierteninmediatamente en gases de altas presiones y temperaturas. Cercana a una reacciónnuclear, la detonación es la reacción química más rápida que se conoce. Para explosivoscomerciales, las presiones detrás del frente de detonación son del orden de 2000 Mpa (20Kbares) a 27500 MPa (275 Kbares). Esta presión, conocida como la presión dedetonación depende principalmente de la densidad y VOD del explosivo.

Impedancia. La impedancia de un explosivo es el producto de su densidad y velocidad dedetonación. Idealmente los explosivos deben tener la misma impedancia que la roca(impedancia de la roca es el producto de la onda P y densidad) que se va a fragmentar,

para efectuar la máxima transferencia de energía desde el pozo de tronadura a la masarocosa.

8.- DESARROLLO:



En la semana del 6 al 8 de febrero del presente, fui participe de una prueba querealizamos en campo con el objetivo de tener un parámetro adecuado para nuestraemulsión a la cual se le agregó nitrito de sodio la cual debe alcanzar una densidad de1.70, empleando en el Tapado un ANFO 46 debido al material húmedo, en el cuálencontramos una roca del tipo sílice masiva para lo cual empleamos una carga distribuidacolocando 2 m de explosivo, 5.5 m de taco, 2 m de explosivo y finalmente 2 metros de

taco lo que hace una longitud total de 15 m con un diámetro de 10 5/8, paraposteriormente de acuerdo al trazo de la malla de producción podamos determinar el tipode amarre, y los tiempos de retardo, controlados por un Logger cuando la misma esaccionada por un sistema eléctrico. En función de las especificaciones técnicas del ANFO,sugerí que la razón de rigidez debía ser más elevada, es decir a razón de 3, ya quetenemos un ANFO q detona en un rango de 3800 – 4450 mts/seg, con una energía de 10cal/gr, un RWS de 100 %, un ABS de 710 cal/cc, y un díametro crítico de 1.5, a su veztenemos que, la relación de rigidez es la tercera parte de la altura del banco, para nuestrocaso en la Quinua tenemos una altura de 12 m lo cual haría que empleemos un burden de4 m, lo que reduciría la malla haciéndonos incurrir en un alza de costos pero a la vez,generaría un buen índice de rigidez creando una columna más sólida.

Sin embargo deben tenerse en cuenta otros factores, para la realización del diseño devoladuras tales como:

- Diámetro de Perforación

Existe una tendencia lógica hacia los diámetros de gran tamaño, ya que para una mismaproducción, siempre que los ritmos lo aconsejen, los menores costes se obtienen con losmayores diámetros, siendo frecuente en las grandes minas a cielo abierto barrenos de230 a 380 mm. No obstante, en las VMD hay que tener en cuenta que las columnas deretacado (T) son proporcionales a D y que, por consiguiente, los barrenos de mayor diámetro presentan grandes áreas en la parte superior iguales a T x S- en las que la rocaestá anclada al macizo rocoso.

-Inclinación

La componente principal del movimiento de las rocas es perpendicular al eje de losbarrenos, por lo que cuando éstos se inclinan el material se proyecta hacia arriba y haciaadelante.PORCENTAJE (%) PESO DE BLOQUE (kg) RC < 100 MPa RC> 100 Mpa > 3000 30 501000 - 3000 20 2550 - 200 25 15 Finos 25 10 En teoría, el desplazamiento horizontal es máximo cuando elángulo de los barrenos es de 45°, pero en la práctica lo habitual es utilizar inclinacionesno superiores a los 30°. Esto es debido a las características de los equipos deperforación, que en algunos casos incluso aconsejan la perforación vertical, como sucede

con los grandes equipos rotativos con rocas duras.

-Esquemas

Los esquemas de barrenos pueden ser cuadrados o rectangulares y al tresbolillo, siendoéstos últimos los más adecuados. Si, en el instante de movimiento inicial de la superficie,



la presión del gas en la grieta entre barrenos no disminuye rápidamente, la roca situadaenfrente de los barrenos se someterá a la máxima fuerza de empuje hacia adelante.Las grietas entre barrenos deben desarrollarse completamente, y actuar en ellas losgases antes de que la roca comience su movimiento.

-Burden y Espaciamiento

La relación Espaciamiento/Piedra «S/8» es el parámetro más importante de las voladuras,debiendo ser tal que los gases de explosión de cada carga ejerzan su empuje haciaadelante en la mayor área posible del plano que configuran los barrenos de cada fila.Si «S» es muy grande los gases escapan a la atmósfera antes de que penetrencompletamente en las grietas formadas entre los barrenos. Estas grietas son las primerasque deben desarrollarse y ser presurizadas antes de que lo sean las grietas radiales quese dirigen hacia el frente.

-Sobreperforación

En minas de carbón a cielo. Abierto, donde existe una estratificación marcada, la

sobreperfaración es nula aTiene un valar negativa. Las valares positivas, es decir atravesando. El mineral,ocasionan la pulverización del carbón y las pérdidas subsiguientes de parte de éste enlas operaciones de limpieza y extracción.Las extremas de las cargas de explosivo suelen dejarse a una distancia equivalente a 4 a60.En otros yacimientos, para conseguir una rotura buena a nivel del pisa y permitir adecuadamente el desplazamiento de la raca hacia el frente, es necesaria unasobreperfaración can una longitud mínima de 8 O.

-Retacado

La longitud de retacada que se recomienda es inferior a la habitual en otro tipo devoladuras. La razón estriba en que en la parte alta del banca la raca se comparta cama siestuviera anclada en una superficie igual aT x S, para la que si se quiere disminuir ese área sólo. Es pasible actuar sobre T, hasta unlímite, pues las gases deben estar confinadas el tiempo suficiente para impulsar lasfragmentas de roca.

-Forma de la voladura

La relación Longitud/Anchura de la voladura debe ser la máxima posible, ya que en casocontrario las fuerzas de cizallamiento laterales pueden restringir el movimiento haciaadelante de la raca.

-Altura de banco

Esta variable suele definirse teniendo en cuenta factores geológicos, condicionesoperativas; de seguridad.



En las VMO interesa alturas de banca altas, pues:

- La altura aumenta la trayectoria de la raca.- Los efectos de anclaje a desgarre en la zona de retacada y pie del banca sanrelativamente menares.- Las bancas altas tienen una mayar preparación del frente en tensión debida a la

ausencia de fuerzas laterales, y el empuje de la voladura se ve favorecida.

-Tipo de Explosivo

Como consecuencia del incremento del consumo específico es necesario maximizar elempleo de explosivos baratos como el ANFO. Estos productos al tener una alta relaciónEB/ET proporcionan un considerable desplazamiento de la roca por unidad de energíadisponible.En ocasiones, en barrenos de gran diámetro, se han utilizado mezclas de ANFO conpolietileno, pues proporcionan más energía para proyectar determinados tipos de roca.

9.-CONCLUSIONES:

Se determinó que la eficiencia de una voladura está regida a variosparámetros los cuáles deben estudiarse minuciosamente con el fin degarantizar un buen disparo para no generar deslizamientos o activaciones delas fallas geotécnicas.

10.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

1. Agentes y Productos Explosivos Modernos: Posibilidades de Fallas y sus Causas; R.Navarro;



Industrias Químicas Du Pont S.A.; 1970.2. Ash, R. L., The design of blasting round, Surface mining, AIME, 1968.3. Atlas Copco, Manual Atlas Copco, 4ª. Edición, 19844. Bulow, B., Blasting to reduce ore dilution – Are you kidding?, BAI, 2000.5. Calder, P., Pit Slope Manual , Chapter 7, Perimeter Blasting, Canadian Centre for Mineral and Energy

Technology (CANMET), January 1982, page 596. Catálogos técnicos de Dyno Nobel7. Catálogos técnicos de DENASA8. Chiappetta, F., Explosive and Rock Blasting, Atlas Powder Manual, 1987.9. Chiappetta, F., Presplitting Techniques and field Control, 199210. CROSBY, W., “ Drilling and Blasting in open pits and quarries “11. Dupont Blaster Handbook, 16th Edition, 1980.12. Enaex S.A.; Informe Experimental: Pruebas en Terrenos Piritosos con Agentes deTronadura; 11.

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