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• Carlos José Zavala

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SEMINARIO “VOLADURA DE ROCAS” TEMA:

PERFORACION Y VOLADURA EN MINERIA DEL HIERRO EXPOSITOR:

ING. FERNANDO ZEVALLOS DIAZ

Geología del yacimiento –Estratigrafía •Formación Lomas •Formación Marcona •Formación Cerritos •Formación Copara •Formación Pisco y Aluviales

–Estructuralmente es un homoclinal •Rumbo SW y NE, con Buzamiento 35°a 65° NE

– Sistemas de fallas: •Pista, Repetición y Huaca

Geología del yacimiento –Cuerpos de Mineral •Depósitos tabulares •Yacimiento compuesto de 117 cuerpos de mineral

–Zonas y Tipos de Mineral •Zona de Oxidación y Lixiviación •Zona de Transición y Sulfatos •Zona Primaria o de Sulfuros

Reservas Geologicas de la Formación Marcona L E Y E S TIPO DE MINERAL

TONELAJE TLS

% Fe

%S

% Cu

% Feo

OXIDADO

43’ 177, 043

55.0

0.39

0.15

< 15 %

TRANSICIONAL

49’ 702, 849

54.0

2.01

0.13

< 15 %

514’ 827, 045

57.9

2.97

0.13

> 15 %

PRIMARIO

Perforación •Generalidades de Producción •Producción de mina = 110,000 Tls/día •Ratio Desmonte/Mineral = 2.1 •Productos = 4'700,000 Tls/año

•Parámetros de diseño de Tajo •Ancho de rampa = •Razante = •Altura de banco = •Angulos de talud = •Berma intermedia = •Bermas de seguridad =

25 m. 8 a 10 % 12 a 15 m. Sur 48° y Norte 52° 4 m. 15 m (cada 3 bancos)

Equipos Mina •Perforación •03 perforadoras eléctricas BE-50R •02 perforadoras eléctricas GD-100 •04 perforadoras eléctricas BE-61R

–Carguío •03 Palas eléctricas P&H 1600 (6 Yd3) •02 Palas eléctricas P&H 1900 (9 a 12 Yd3) •07 Palas eléctricas P&H 2100 (12 a 17 Yd3) •02 Cargadores Frontales CAT-992B/C (9a 14 Yd3

Equipos Mina –Acarreo •09 Camiones diesel-eléctrico L-1000 (100 TON) •15 Camiones diesel E-130 (130 TON) •10 Camiones diesel CAT-785 (150 TON)

–Chancadoras •01 BIRDSBORG 66” x 84” de quijada 1000 TLS/Hra. •01 ALLIS CHALLMER 48” x 74” giratoria 2000 S/Hra.

–Transporte por Faja •Ancho de faja 36 pulgadas •Longitud de faja instalada 15.3 Km. •Sistema NKK-KRUPP

PERFORACION –Perforación Primaria •La perforación se realiza con perforadoras eléctricas rotativas de tríconos, con las siguientes características y parámetros de perforación: PRODUCCION 12 1/4” 10 3/4” 22-33 Pies Single Pass 60,000-65,000 Lbs 1200 - 1350 40-70

Diámetro de brocas Diámetro de barrenos Longitud de barrenos Tipo de perforación Pull Down CFM RPM Velocidad de barrido 6500 – 7000 (fpm)

PRE-CORTE 9 7/8” 8 5/8” 27’ 9” Multi Pass 60,000 Lbs 1200 – 1300 40-70 6500 – 7000

PERFORACION Mejorar la eficiencia de nuestra flota de perforación y reducir los costos de operación, debido a:

•Uniformizar las líneas de perforación de producción a 10 3/4". •Uniformizar líneas de perforación del Multi Pass a Single Pass.

–Perforación Secundaria •01 Perforadora Rock Drill de 2 1/2" diámetro •01 Perforadora Tamrock de 2" diámetro •01 Camión Jumbo de 2 1/2" diámetro •05 Perforadoras manuales de 1" diámetro

PERFORMANCE DE LOS ACCESORIOS DE PERFORACION –VIDA PROMEDIO • Barrenos • Estabilizadores • Guiadores MATERIALES

77,000 pies 48,000 pies 60,000 pies VIDA PROMEDIO (PIES) BROCA A

BROCA B

BROCA C

MO/TO

6,200

4,500

4,500

ENCAPADO ROCA

9,800

5,200

6,000

DESMONTE/BAJA LEY

8,000

4,000

4,500

PRIMARIO NORMAL

7,500

3,500

4,500

PRIMARIO REFRACT.

4,300

3,000

3,000

CUARCITA

1,000

---

---

PERFORMANCE DE LOS ACCESORIOS DE PERFORACION COSTO $/PIE MATERIALES

BROCA A

BROCA B BROCA C

MO/TO

2.800

2.705

2.755

ENCAPADO ROCA

2.320

2.762

2.420

DESMONTE/BAJA LEY

2.535

2.752

2.795

PRIMARIO NORMAL

3.297

2.903

3.100

PRIMARIO REFRACT.

3.800

3.895

4.125

CUARCITA

4.752

---

---

4.

Diseño y esquemas de carguio 4.1

Encapado de roca y desmonte Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Altura de carga Taco Número de iniciadores Tipo de iniciador

4.2

12 1/4 8.50 8.50 12.0 2.1 14.1 139.5 2340.9 326.5 6.1 8.0 1.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs m m Booster

Encapado de roca de alta dureza: Filita Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Carga de fondo Carga intermedia Altura de carga de fondo Altura de carga intermedia Taco final Taco intermedio Número de iniciadores Tipo de iniciador

12 1/4 8.5 8.5 12.0 2.1 14.1 173.7 2359.9 409.8 346.0 63.9 6.5 1.2 4.0 2.4 2.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs kgs FP-0-0 kgs FP-0-0 m m m m Booster

ESQUEMA DE CARGUIO

ESQUEMA DE CARGUIO

ENCAPADO DE ROCA

ENCAPADO DE ROCA: FILITA

Fulminante Antiestático Fulminante Antiestático

Collar del Taladro

Collar del Taladro

4.0 m Taco final

Taco 8.0 m

Carga intermedia ANFO FP-0-0 1.2 m

Iniciador Booster HDP-1

Taco intermedio 2.4 m

4.4 m 4.0 m

Carga de Columna ANFO FP-0-0

Carga de columna ANFO FP-0-0

Nivel piso del Banco

Nivel piso del Banco Iniciador Booster HDP-1 Iniciador Booster HDP-1

2.1 m

2.1 m

4.3

Mineral oxidado y transicional: Taladros de cresta Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Altura de carga Taco Número de iniciadores Tipo de iniciador

4.4

12 1/4 6.7 6.7 12.0 1.8 13.8 229.5 1888.5 433.5 7.7 6.1 1.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs FP-10G-0 m m Booster

Mineral oxidado y transicional: Taladros intermedios Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Carga de fondo Carga intermedia Altura de carga de fondo Altura de carga intermedia Taco final Taco intermedio Número de iniciadores Tipo de iniciador

12 1/4 6.7 6.7 12.0 1.8 13.8 229.5 1888.5 433.5 382.0 51.5 6.8 0.9 3.7 2.4 2.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs kgs FP-10G-0 kgs FP-10G-0 m m m m Booster

ESQUEMA DE CARGUIO

ESQUEMA DE CARGUIO

MINERAL OXIDADO Y TRANSICIONAL

MINERAL OXIDADO Y TRANSICIONAL

TALADROS DE CRESTA

TALADROS INTERMEDIOS

Fulminante Antiestático Fulminante Antiestático

Collar del Taladro

Collar del Taladro

6.1 m

3.7 m

Taco final

0.9 m

Carga Intermedia ANFO-AL FP-10G-0 Iniciador Booster HDP-1

2.4 m

Taco intermedio

5,0 m

Carga de Columna ANFO-AL FP-10G-0

Taco

5,9 m Carga de columna ANFO FP0-10G-0

Nivel piso del Banco

Nivel piso del Banco Iniciador Booster HDP-1 1.8 m

Iniciador Booster HDP-1 1.8

4.5

Mineral Primario Blando: Taladros de cresta Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Altura de carga Taco Número de iniciadores Tipo de iniciador

4.6

12 1/4 5.5 5.5 12.0 1.8 13.8 311.9 1444.8 450.6 8.0 5.8 1.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs FP-10G-0 m m Booster

Mineral Primario Blando: Taladros intermedios Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Carga de fondo Carga intermedia Altura de carga de fondo Altura de carga intermedia Taco final Taco intermedio Número de iniciadores Tipo de iniciador

12 1/4 5.5 5.5 12.0 1.8 13.8 309.5 1444.8 447.2 395.7 51.5 7.0 0.9 3.4 2.5 2.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs kgs FP-10G-0 kgs FP-10G-0 m m m m Booster

ESQUEMA DE CARGUIO

ESQUEMA DE CARGUIO

MINERAL PRIMARIO BLANDO

MINERAL PRIMARIO BLANDO

TALADROS DE CRESTA

TALADROS INTERMEDIOS

Fulminante Antiestático Fulminante Antiestático

Collar del Taladro

Collar del Taladro

3.4 m

Taco final

0.9 m

Carga Intermedia ANFO-AL FP-10G-0 Iniciador Booster HDP-1

Taco 5.8 m

Taco intermedio 2,5 m

6,2 m Carga de columna ANFO FP-10G-0

Nivel piso del Banco

5,2 m

Carga de Columna ANFO-AL FP-10G-0

Nivel piso del Banco Iniciador Booster HDP-1 1.8 m

Iniciador Booster HDP-1 1.8

4.7

Mineral Primario Duro: Taladros de cresta Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Altura de carga Taco Número de iniciadores Tipo de iniciador

4.8

12 1/4 5.5 5.5 12.0 1.8 13.8 334.9 1444.8 483.9 8.6 5.2 1.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs FP-10G-0 m m Booster

Mineral Primario Duro: Taladros intermedios Diámetro de perforación Burden Espaciamiento Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Factor de potencia Tonelaje por taladro Explosivo por taladro Carga de fondo Carga intermedia (a) Carga intermedia (b) Altura de carga de fondo Altura de carga intermedia (a) Altura de carga intermedia (b) Taco final Taco intermedio (b) Taco intermedio (a) Número de iniciadores Tipo de iniciador

12 1/4 5.5 5.5 12.0 1.8 13.8 283.5 1444.8 409.7 298.2 101.3 10.2 5.3 1.8 0.9 3.1 1.2 1.5 3.0 HDP-1

Pulgadas m m m m m grs/tls tls kgs kgs FP-10G-0 kgs FP-10G-0 kgs FP-10G-0 m m m m m m Booster

ESQUEMA DE CARGUIO

ESQUEMA DE CARGUIO

MINERAL PRIMARIO DURO

MINERAL PRIMARIO DURO

TALADROS DE CRESTA

TALADROS INTERMEDIOS

Fulminante Antiestático

Collar del Taladro

Fulminante Antiestático

Collar del Taladro

3.1 m Taco final

5.2 m

Taco 0.9 m

Carga intermedia (b) ANFO-AL FP-10G-0 Iniciador Booster HDP-1

Taco intermedio (b) 1.2 m

6,8 m

1.8 m

Carga intermedia (a) ANFO-AL FP-10G-0 Iniciador Booster HDP-1

1.5 m

Taco intermedio (a)

3,5 m

Carga de Columna ANFO-AL FP-10G-0

Carga de columna ANFO FP-10G-0

Nivel piso del Banco

Nivel piso del Banco Iniciador Booster HDP-1 1.8 m

Iniciador HDP-1 (Booster) 1.8

4.9

Pre - Corte en material esteril Diámetro de perforación Espaciamiento Cada Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Explosivo por taladro Carga de fondo Cargas intermedias Altura de carga de fondo Altura de cargas intermedias Taco final Taco intermedio (a) Taco intermedio (b) Taco intermedio (c) Taco intermedio (d) Taco intermedio (e) Tipo de iniciador 80

4,10

9 7/8 4,3 12.0 1.8 13.8 72.6 20.8 10.4 0.6 0.3 2.1 2.1 2.1 1.8 1.8 1.8 gr/m

Pulgadas m m m m kgs kgs FP-0-0 kgs FP-0-0 m m m m m m m m Cordón detonante

9 7/8 4,0 12.0 1.5 13.5 72.6 20.8 10.4 0.6 0.3 2.1 2.1 1.8 1.8 1.8 1.8 gr/m

Pulgadas m m m m kgs kgs FP-0-0 kgs FP-0-0 m m m m m m m m Cordón detonante

Pre - Corte en Mineral Diámetro de perforación Espaciamiento Cada Altura de banco Sobre-perforación Profundidad del taladro Explosivo por taladro Carga de fondo Cargas intermedias Altura de carga de fondo Altura de cargas intermedias Taco final Taco intermedio (a) Taco intermedio (b) Taco intermedio (c) Taco intermedio (d) Taco intermedio (e) Tipo de iniciador 80

ESQUEMA DE CARGUIO PRE - CORTE EN MATERIAL ESTERIL

ESQUEMA DE CARGUIO PRE - CORTE EN MINERAL

Cordón detonante reforzado

Collar del Taladro

Cordón detonante reforzado

Collar del Taladro

2.1 m

Taco final

Taco final 2,1 m

Cordón detonate 80 gr/m TUNEX 0.3 m

2.1 m

Cordón detonante 80 gr/m TUNEX

------------------Carga intermedias ANF FP-0-0

0.3 m

Taco intermedio

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0

Taco intermedio 2,1 m

0.3 m

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0

0.3 m

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0

Taco intermedio 2.1 m

Taco intermedio

1.8 m

0.3 m 0.3 m

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0 Taco intermedio Taco intermedio

1.8 m

1,8 m 0.3 m 0.3 m

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0 Taco intermedio Taco intermedio

1.8 m

1.8 m 0.3 m 0.3 m

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0

------------------Carga intermedias ANFO FP-0-0

Nivel piso del Banco

Nivel piso del Banco 1,8 m

1.8 m

Taco intermedio

0,6 m

Carga de fomdo ANFO FP-0-0

Taco intermedio 1.5 m

1.8 m 0,6 m

Carga de fonfo ANFO FP-0-0

VOLADURA

– Generalidades • La voladura es 2'075,300 TLS/mes. • La perforación es 50,800 pies/mes • Mallas de perforación para bancos son cuadradas • Mallas de perforación para rampas son alternas.

– Sectorización de la mina MATERIAL

TIPO DE ROCA

ESTERIL

HORNFELS, DACITA,GRANODEORI TA,ANDESITAS,ETC

OXIDADOS Y SULFATOS SULFUROS

MINERALIZACION

RESISTENCIA A LA COMPRESION 70-80 MP

HEMATITAS, MARTITAS

80-180 MP

MAGNETITA, > DE 180 MP ACTINOLITA,PIRITA,PI RROTITA Y CUARZO

VOLADURA Equipos y explosivos •02 camiones mezcladores de ANFO ALUMINIZADO de 8 TM y 10 TM El consumo de explosivos por tipos es: EXPLOSIVO

%

TM

TIPOS

ANFO

52.0

3,197

FP-0-0

ANFO ALUMINIZADO

48.0

3,018

FP-10G-0

Sistemas de iniciación y conexiones

•Sistema de iniciación no eléctrico •Amarre troncal con cordón detonante de 3gr/m

VOLADURA Carguío de taladros: acciones –Programación: Mina, número de proyecto, tipo de material. –Medición y relleno de las alturas de los taladros –Soplado y reperforación de los taladros –Ubicación de accesorios en un lugar seguro y visible. –Ubicación de los accesorios sobre los detritus de perforación –Marcación de las tarjetas y planos de carguío. –Inspección del carguío : • Correcta identificación de los taladros • Asignación correcta de accesorios por taladro. • Alturas correctas por carga. • Calidad de mezcla (toma de muestras). • Llenado correcto de alturas de tacos intermedios, cargas intermedias, etc

VOLADURA Voladura Secundaria El explosivo utilizado es el Anfo FP-0-0, el cual es iniciado por los "gogós”de cordón detonante de 5 gr/m Voladura con Anfo Pesado Pruebas con Anfo Pesado con resultados positivos en la calidad de la voladura, como es el mejoramiento en la fragmentación y la eliminación de toes o pisos altos. Además se han hecho evaluaciones económicas considerando la variación de parámetros de voladura, como mallas y factor de potencia, con resultados satisfactorios. Actualmente esta en la toma de desición final para la implementación de un servicio parcial de voladura.

DISPAROS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS Normas y Procedimientos :

1.2.3.4.5.6.7.8.-

Programación del disparo Restricción del área del proyecto de voladura Zonas de estacionamiento de equipos para el disparo Traslados de equipos pesados Restricción del área de peligro para el disparo Evacuación del personal fuera del área de restricción Corte de energía eléctrica Iniciación de la voladura

En la ejecución y cumplimiento de estas normas y procedimientos están involucrados todos los Departamentos y Gerencias de la Empresa.

EVALUACION DE LA VOLADURA Pre-inspección: a) Limpieza de cara libre b) Presencia de toes y pisos altos c) Taladros pelados, etc. Después del disparo hasta la limpieza total: a) Volumen del disparo b) Grado de fragmentación (pedronería) c) Desplazamiento del material disparado d) Dispersión e) Nivel de piso f) Sobre-rotura g) Dilución

PROYECTO DE VOLADURA SISTEMA DE INICIACION MINA: 3L - 653 DISPARO Nº 201 9

102

8

103

7

104

6

105

6

106

7

107

8

108

9

109

250

101

200

102

175

103

150

104

150

105

175

106

200

107

250

108

LEYENDA 8

LINEA DE CORD DETONANTE

200

7 175

Nº DEL

Nº DEL

DETONADOR

TALADRO

TIEMPO DE ALTURA DE SALIDA MS TALADRO

6 150

5 125

4 100

112 14.0

122 14.0

132 14.0

142 14.0

152 14.0

7

113

6

175

14.0

150

6

123

5

150

14.0

125

5

133

4

125

14.0

100

4

143

3

100

14.0

3 75

153 14.0

75

2 50

114 14.0

124 14.0

134 14.0

144 14.0

154 14.0

5 125

4 100

3 75

2 50

1 25

115

5

14.0

125

125

4

14.0

100

135

3

14.0

75

145

2

14.0

50

155

1

14.0

25

INICIO

116 14.0

126 14.0

136 14.0

146 14.0

156 14.0

6

117

7

118

8

119

150

14.0

175

14.0

200

14.0

5

127

6

128

7

129

125

14.0

150

14.0

175

14.0

4

137

5

138

6

139

100

14.0

125

14.0

150

14.0

3 75

2 50

147

4

148

5

149

14.0

100

14.0

125

14.0

157

3

14.0

75

158

4

159

14.0

100

14.0

CONCLUSIONES 1- La eficiencia dentro de la función de perforación esta basado en :

• Zoneamiento de la minas • Selección del equipo adecuado • Parámetros de perforación como : Pull down, CFM, velocidad de barrido (fpm), R.P.M.,etc • Buen performance de los accesorios de perforación y la evaluación por costo $/pie • Capacitación permanente de los operadores.

CONCLUSIONES 2.- Para una buena voladura es importante: • Zoneamiento de las minas. • Determinación de los parámetros de voladura para cada zona. • Diseño de los proyectos de perforación para cada tipo de mineral, reduciendo al mínimo la dilución. • Control en el carguío de taladros. • Evaluación permanente de la voladura y ajuste de los parámetros. • Control de calidad de las mezclas explosivas: porcentajes, densidad, etc. • Cumplimiento de normas y procedimientos de la función de voladura.

CONCLUSIONES 3.- La realización permanente de pruebas con explosivos y accesorios de voladura y su evaluación con la finalidad de obtener una buena voladura, ha permitido ajustar los parámetros a las características del zoneamiento de nuestros tajos. 4. La realización de pruebas de los accesorios de perforación ha

permitido reducir el costo de perforación ($/pie), principalmente influenciado por las evaluaciones de brocas y líneas de perforación. 5 El análisis de costos de voladura debe realizarse en forma integral, considerando el carguío, acarreo, chancado y costo total. En estos 3 años el costo total de producción mina, se ha reducido en 25%.

COMPORTAMIENTO DE COSTOS UNITARIOS 4.0 3.5

COSTOS US $/TLS

3.0 Total

2.5

Chancado Acarreo

2.0

Carguio 1.5

Voladura Perforación

1.0 0.5 0.0 1996

1997 AÑOS

1998

SHOUGANG HIERRO PERU S.A EVOLUCION DEL DIAMETRO DE PERFORACION Densidad de nitrato: 0,68 gr/cc PARAMETROS

UND Pies MALLA Pies Pies Lbs/Tls FACTOR DE Lbs/Tls POTENCIA Lbs/Tls Tls/pie FACTOR DE Tls/pie PERFORABILIDADTls/pie Tls/Tls TONELAJE POR Tls/Tls TALADRO Tls/Tls

MATERIAL E.R./DES MO/TO PO E.R./DES MO/TO PO E.R./DES MO/TO PO E.R./DES MO/TO PO

9

pulg 9 7/8 pulg 10 5/8 pulg 21 x 21 23 x 23 24 x 24 16 x 16 18 x 18 19 x 19 13 x 13 15 x 15 16 x 16 0,39 0,37 0,36 0,61 0,54 0,54 0,85 0,75 0,74 29 35 38 22 28 31 17 22 25 1327 1588 1727 1008 1271 1413 768 1016 1152

11 pulg 12 1/4 pulg 25 x 25 28 x 28 20 x 20 22 x 22 16 x 16 18 x 18 0,34 0,31 0,51 0,48 0,77 0,70 41 51 34 41 25 32 1871 2341 1563 1885 1152 1452