Mallas en Mineria Superficial y Subterranea

7/27/2019 Mallas en Mineria Superficial y Subterranea

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS- CHOTA 2013

1 ING DE MINAS VOLADURA DE ROCAS

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANASFACULTAD DE INGENIERAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA DE MINASTRABAJO DE: voladura de rocas

ING: Farfn Morales, Wilmer

ALUMNO: Nez Bustamante, Jos vilmer

CICLO: IX


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DISEO DE MALLA DE PERFORACION EN VOLADURA SUBTERRNEA

PERFORACION

La perforacin es la primera operacin en la preparacin de una voladura. Su propsito es

el de abrir en la roca huecos cilndricos, denominados taladros, para efectuar por medio

de explosivos las excavaciones necesarias para la explotacin, ubicando el explosivo en

lugares apropiados a fin de que con el mnimo de explosivo se pueda arrancar o volar la

mxima cantidad de roca o mineral. Para ello estudiamos todas las propiedades de la roca

y del explosivo para el diseo de malla de una serie de taladros, de modo que nos permita

usar relativamente poco explosivo para poder romper un gran volumen.

Diseo de Malla de Perforacin.

Es el esquema que indica la distribucin de los taladros con detalle de distancias, cargas de

explosivo y secuencia de encendido a aplicarse.

Paramentos De Roca.

Son determinantes como variables incontrolables, los cuales tenemos:

Las propiedades fsicas, (densidad, dureza, tenacidad, porosidad)

Las Propiedades elsticas o de resistencia (resistencia a la compresin, tensin, friccin

interna, cohesin).

Condicin geolgica (textura, presencia de agua).

Parmetros De Explosivo.

Son variables controlables como las propiedades fsicas o qumicas (densidad, velocidad de

detonacin, presin de detonacin, energa del explosivo, sensibilidad, volumen de gases)

Parmetros de Carga.

Son tambin variables controlables en el momento del diseo de la malla de perforacin y

voladura, (dimetro del taladro, longitud del talado, confinamiento, acoplamiento, densidadde carga, longitud de carga).

Nueva teora para calcular el burden

Es un nuevo modelo matemtico para disear mallas de perforacin y voladura, calculando

el rea de influencia por taladro y fue desarrollada de la siguiente manera:


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Este mtodo de diseo nace de la siguiente Figura.

Dnde:

La zona 1; es el dimetro del taladro, la zona 2 es la zona pulverizada por el explosivo y la

zona 3 es el rea de influencia del taladro despus de una voladura.

En este caso la nueva teora calcula el espesor fracturado por el explosivo y que luego se

demostrara el burden.

Esta teora es realizada con los criterios de resistencia de materiales, mecnica de rocas y

parmetros del explosivo y perforacin.

En la malla de perforacin, el burden de arranque es el ms crtico, porque es la base de lavoladura subterrnea. Entonces se calculara una constante para el factor de seguridad del

burden de arranque mediante pruebas de campo. Los burden de ayuda, sub ayuda, contorno

y tajeo son correlativamente crecientes al burden de arranque, por consiguiente el factor de

seguridad de cada uno de estos burden es correlativamente decreciente al factor de

seguridad del arranque.

APLICACIN DEL DISEO DE MALLAS DE PERFORACIN Y VOLADURASUBTERRNEA.

Para el diseo de mallas de perforacin y voladura, se utiliza el modelo matemtico para

calcular el burden, la perforacin se realiz con equipo Jumbo en el Cx 595, Nv 260 y

Jacklegs Aplicacin en el Cx 595.

La ejecucin de Cx, la perforacin se realiz con Jumbo electro hidrulico de 1 brazo, la

voladura con exeles de periodo largo que sern usados para una seccin de 4.0m x 4.0m y


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un avance mx. De 3.73m. Por disparo, que se determina mediante un anlisis de diseo de

mallas de perforacin y voladura. Los datos de campo usados son:

1. Dimetro de broca de 45mm.

2. Longitud de barra de 14 pies.

3. Eficiencia de perforacin de 92 %.

4. Eficiencia de voladura de 95%.

5. Explosivos: Emulnor 5000 de 1 x 16, utilizado para los arranques y ayudas ms elencebado.

6. Explosivos: Emulnor 3000 de 1 x 12, utilizado como carga de columna para losdems taladros de produccin.

7. Exeles de perido largo, de 4,2 m de longitud, segn el requerimiento que se analizara

para la voladura

8. Pentacord 5P de 60 pies para realizar los amarres con exel y fulminante.

9. Guas de seguridad de 7 (por 2 unidades)

10. fulminante Nro. 08 (2 unidades)

11. Tipo de roca; Caliza salificada (dura)

12. R.Q.D. de 98,5 %

13. Resistencia de la roca de 1059.15 Kg/cm2, Determinado por ensayo no destructivo(

Martillo de Smith)

14. Densidad de roca de 3.0 TM/ Kg/cm3

APLICANDO EL MODELO MATEMTICO

PASO 1: se procede a calcular los resultado tericos para disear la malla de perforacin,primeramente se calcula el burden de arranque, en el siguiente cuadro se muestra los datos

de campo y resultados para el diseo.

PASO 2: Con los datos y resultados se procede a disear la malla de perforacin con lasreas de influencia del taladro.


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Diseo de malla de perforacin y voladura por reas de influencia del taladro.

PASO 3: Con el diseo de reas de influencia se determina la malla de perforacin y serotula las distancias de burden, espaciamiento y numero de taladros.


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PASO 4: antes de pintar la malla de perforacin se realiza el respectivo marcado degradiente y punto de direccin.

Esquema de pintado de la gradiente y punto de direccin


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PASO 5: Para la seleccin de los exeles que exsa provee a la mina vinchos, unidad devolcan se usa las siguientes tablas:

Accesosrios de voladura

Para la seleccin de las series de exeles, se usara la longitud del taladro perforado que es

igual a 3.93m. Para un tipo de roca dura y en funcin de la tabla de voladura subterrnea,que esta expresado en milisegundos (MS).

Seleccin de retardos de voladura.


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Para una tipo de roca dura el retardo mnimo calculado por cada salida de disparo es igual a

236 milisegundos (MS), pero como no se cuenta con este retardo calculado se va a elegir el

retardo ms prximo a 236MS que es 250MS por disparo de una fila de taladro de la malla

de voladura.

Con esta seleccin de exeles se obtendr una eficiencia de disparo de 95 % y un avance de

3.73metros por disparo.

PASO 6: Con los exeles seleccionados se obtendr una fragmentacin de 95% de materialroto pasante por una malla de 40cm x 40cm. Usando el mtodo de anlisis granulomtrico

de Kuz-Ram.


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Los trabajos perforacin dependen de un diseo de malla adecuado:

Diseo de malla de perforacin y Voladura en Comuni 21


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En el cuadro se muestra ya los burdens calculados con los datos ingresados a la ecuacin,

para el diseo de malla de perforacin, se realizara por el mtodo grafico utilizando las

reas de influencia ya calculadas como son el burden de arranque, ayuda, subayuda,

contorno y tajeo.

El primer paso a seguir en este diseo grfico es, dibujar la galera y ubicar el centro de la

seccin, luego ubicar el taladro de alivio en medio, para poder rodearlo con los taladros de

arranque, ayuda, subayuda, y contorno. Como estas reas formaron una pequea chimenea

se le rodeara con taladros de tajeo para poder completar el diseo de la malla de

perforacin.

Diseo de malla de perforacin realizado por reas de influencia por taladro


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Se necesita visualizar la alienacin de las dos pitas del techo con la ayuda de la lmpara

para proyectar la lnea al centro del frente y pintar.

Pintado la lnea de direccin (verticalmente) y la lnea de gradiente (horizontalmente)

entonces est lista el frente para el pintado de la malla de perforacin. En la interseccinde la lnea direccin y lnea gradiente, utilizaremos como punto centro para la ubicacin

del arranque si bien es cierto est pegada al piso, los motivos son muy racionales, se trata

de ubicar el corte lo ms cerca posible al arrastre ya que con ello no afectaremos con ondas

compresivas al techo y romperemos el efecto negativo de la gravedad.

Luego cruzar los dos cordeles de lado a lado, con la vista hacia el frente y a un metro del

piso (puntos de gradiente), de igual forma alinear las dos pitas horizontales, con la ayuda de

la lmpara proyectar puntos que coinciden en l frente a ambos lados.

UBICACIN DE LOS TALADROS EN UNA MALLA


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Para el l diseo de la malla de perforacin se debe considerar aspectos tales como:

Seccin y forma de la labor. Volumen de roca a remover.

Profundidad y Dimetro de los tiros (en funcin del equipo de perforacin). Calidad de la roca y estructuras geolgicas presentes. Fragmentacin de la roca. Explosivos. Control de dao. Seguridad en la Operacin. Secuencia de Iniciacin de los tiros. Creacin de Cara Libre.

CLCULOS COLATERALES AL ARRANQUE

a. NMERO DE TALADROS:Frmula emprica:

10S

dnde:

S = rea de la seccin


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Frmula prctica:

E = distancia entre los taladros de la seccin por m2

0.40-0.55 para roca dura, tenaz

0.60-0.65 para roca intermedia, semi dura

0.70-0.75 para roca blanda, frgil

K = dimensin de la seccin en m2coeficientes:

2.0-2.5 para roca dura

1.5-1.7 para roca intermedia, semi dura

1.0-1.2 para roca blanda

S = rea de la seccin

b. Burden (B)Tambin denominada piedra, bordo o lnea de menor resistencia a la cara libre.

Nt = P/E + KxS

donde:

Nt = nmero de taladros

P = permetro de la seccin en m = (Sx4)


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Es la distancia desde el pie o eje del taladro a la cara libre perpendicular ms cercana.

Tambin la distancia entre filas de taladros en una voladura.

Se considera el parmetro ms determinante de la voladura. Depende bsicamente del

dimetro de perforacin, de las propiedades de la roca, altura de banco y lasespecificaciones del explosivo a emplear.

Para un clculo ms rpido de las voladuras de tnel con cortes de taladros paralelos de

cuatro secciones se puede aplicar la siguiente regla prctica:

Una regla prctica para determinar el nmero de secciones es que la longitud del lado de la

ltima seccin B sea igual o mayor que la raiz cuadrada del avance.

SECCIN DEL CORTE VALOR DEBURDEN LADO DE LA SECCIONPrimera B1 = 1,5 x D2 B1 x 2Segunda B2 = B1 x 2 1,5 x B2 x 2Tercera B3 = 1,5 x B2 x 2 1,5 x B3 x 2Cuarta B4 = 1,5 x B3 x 2 1,5 x B4 x 2

c. Profundidad de los taladrosEn el corte de cuatro secciones, la profundidad de los taladros puede estimarse con la

siguiente expresin:

L = 0,15 + (34,1 x 2)- (39,4 x ( 2)2)

Dnde:

L: longitud de taladro, en m.

2: dimetro del taladro de alivio, en mm.

Cuando se utilizan varios taladros vacos, la ecuacin sigue vlida haciendo

2 = 1 (N tal.)

Dnde:

2: dimetro de los taladros vacos, en m.

N tal. : Nmero de taladros.


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1: dimetro de taladros de produccin, en m.

ESQUEMA GEOMETRICO DE ARRANQUE

Carga de fondo = L/3, donde L = longitud del taladro (para las alzas: L/6). Burden (B) no mayor de (L0,40)/2. Espaciamiento (E) = 1,1 x B hasta 1,2 x B (en los cuadradores). Longitud del taco (T) = 0,5 x B, (en arrastres 0,2 x B).

d. Distribucin de la carga por taladros.Normalmente la longitud de la columna explosiva vara de 1/2 a 2/3 de la longitud total del

taladro (1,20 a 1,60 m en este caso), con la carga concentrada al fondo.

Para asegurar el corte de arranque es recomendable cargar los taladros de arranque 1,3 a 1,6

veces el promedio calculado, las ayudas 1,1 vez y disminuir proporcionalmente la carga en

el resto de taladros.


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MALLAS DE PERFORACIN EN M INERA SUPERFI CIAL

INTRODUCCIN

En la malla de taladros de produccin de una operacin minera superficial, la sobre

perforacin es parte del taladro de perforacin y su uso es necesario para evitar o reducir al

mnimo los pisos altos en los frentes de avance de los bancos y para mejorar el rendimiento

del equipo de excavacin, facilitando la operacin segura y eficiente del cargador y del

transportador. Todo taladro de produccin lleva en el fondo como sobre perforacin, entre

8 a 12% de su altura neta de rotura o altura de banco.

No obstante, la sobre perforacin incrementa los costos de perforacin y voladura debido ala mayor longitud perforada y explosivo adicional requerido, produce alta vibracin ssmica

por mayor carga explosiva detonada, desestabiliza las bermas y el

Talud general y se genera prdida de eficiencia en el equipo de perforacin porque requiere

mayor tiempo de perforacin para atravesar la altura perturbada J del banco inferior.


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Malla

Es la forma en la que se distribuyen los taladros de una voladura, considerando bsicamente

a la relacin del bordo y espaciamiento y su directa vinculacin con la profundidad

Distintas mallas de perforacin

Las caractersticas de las mallas de perforacin de produccin son las siguientes:

Sistema tradicional de disparo en la cantera

Atocongo: Malla de 5 x 5.50 m sin cmara de aire, con sobre perforacin de 2 y 11 m de

carga explosiva para taladros de 6 pulgadas. De dimetro. Factor de potencia 0.22 kg/tm.

Sistema en prueba: Malla de 5 x 5.50 m, 2 m de sobre perforacin cmara de aire de 1 m en

la base del taladro. Taladro de 6 pulg de dimetro y factor de potencia 0.18 kg/tm.

Sistema en prueba: Malla de 5 x 5.50 m, 2 m de sobre perforacin cmara de aire de 1 m en

la base del taladro. Taladro de 6 pulg. De dimetro y factor de potencia 0.18 kg/tm.

El diseo del taladro con cmara de aire se inici con el clculo del RMR (caracterstica

geomecnica de la masa rocosa), que permiti clasificar las reas en caliza blanda, media y

dura.

Se calcul las constantes de la roca en forma directa e indirecta. La tabla N 1 presenta los

detalles y la tabla N 2 muestra los estndares de perforacin y voladura para la caliza Atocongo.


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Algoritmo y diagrama de flujo del programa

Para el desarrollo del programa se tiene en cuenta el algoritmo que es similar a la figura.

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