Voladuras Controladas en Minería a Cielo Abierto

TECNICAS MODERNAS
DE VOLADURAS
CONTROLADAS EN
MINERIA A CIELO
ABIERTO
Omar E. Cueva Arauzo, Ing. PAE. MBA. Dr. (c)
CIA. Minera Antamina S.A.
CONTENIDO:
Problemática Actual de la Minería.
Legislación Vigente en Voladura de Rocas – DS 055 2010-EM
Voladuras Controladas, Objetivos.
Técnicas Tradicionales de Voladuras Controladas.
Técnicas Modernas de Voladura Controladas en Minería a Cielo
Abierto.
Air Blast.
Control del Air Blast en las Voladuras.
Normativas para el Control de Air Blast en las Voladuras.
Normativas en el Control de Vibraciones en las Voladuras.
Conclusiones.
PROBLEMA SOCIAL
MINERIA ACTUAL
“CUMPLIMIENTO DE LA LEY”
LEGISLACION VIGENTE
DS 055-2010 EM: CAPITULO VI EXPLOSIVOS, SUB CAPITULO VI.
Artículo 259.- En Operaciones Mineras a Cielo Abierto:
a. El disparo será hecho a una misma hora y de preferencia al final de
la guardia, siempre que dicho disparo sea de día; teniendo especial
cuidado de comprobar que los trabajadores hayan salido fuera
del área de disparo a una distancia mínima de quinientos (500)
metros en la dirección de la salida del disparo.
b. Se indicará la hora y el lugar del disparo en carteles debidamente
ubicados para conocimiento de la supervisión y trabajadores.
c. En caso de presentarse circunstancias climáticas tales como:
tormenta eléctrica, neblina, nevada, lluvia y otros, el titular minero
deberá reprogramar el horario de carguío y actuar de acuerdo a los
procedimientos específicos que hayan sido establecidos para estos
casos.
LEGISLACION VIGENTE
DS 055-2010 EM: CAPITULO VI EXPLOSIVOS, SUB CAPITULO VI.
Artículo 259.- En Operaciones Mineras a Cielo Abierto:
d. El ingeniero supervisor de operaciones procederá a entregar la
mina al responsable de la voladura con las líneas eléctricas
desenergizadas, la maquinaria en lugares preestablecidos y los
trabajadores evacuados a lugares seguros.
e. Antes de la ejecución del disparo se emitirá señales preventivas por
diez (10) minutos con todas las sirenas activadas en forma continua
hasta su finalización. Sus sonidos deben tener un alcance no
menor de quinientos (500) metros. Esta obligación podrá ser
complementada con otros sistemas de comunicación.
f. El ingeniero supervisor y los encargados de la voladura verificarán
por última vez que toda el área haya sido evacuada, haciendo un
recorrido final por la zona de los equipos e instalaciones cercanas
al área del disparo.
LEGISLACION VIGENTE
g. Previo a la señal establecida, y con la autorización del caso, se
procederá al encendido del disparo ordenando el toque continuo de
las sirenas. Cuando haya pasado el peligro cinco (05) minutos
después de la voladura, se verificará que hayan detonado en su
totalidad todos los taladros para después reabrir nuevamente el
tránsito y proceder al recojo de los vigías.
h. Se verificará nuevamente el estado de los cables eléctricos, postes,
aisladores y equipos para ordenar la reconexión de la energía
eléctrica al tajo, siempre que estuviesen en buen estado y que el
disparo no los haya afectado.
i. Cuando los disparos se realicen en lugares próximos a edificios o
propiedades ajenas a la del titular minero, el Jefe de Perforación y
Voladura diseñará las mallas de perforación, profundidad del
taladro y cálculo de carga, debiendo utilizar sistemas de
“Voladura Controlada” de modo que el efecto de los disparos
no cause daño a dichas edificaciones cercanas.
VOLADURAS CONTROLADAS
VOLADURAS CONTROLADAS
Objetivos:
• Mantener un equilibrio en las actividades sociales del entorno controlando los
niveles permisibles de ruido, vibraciones y control de los gases residuales
de la voladura.
• Continuidad de las operaciones y de la vida de útil de la mina.
• Taludes y paredes estables.
• Reducción de los niveles de vibraciones.
• No generar proyección de rocas.
Requerimientos:
 Para la aplicación de esta técnica se requiere una mayor inversión que para
las voladuras convencionales.
 Para efectuar las voladuras controladas, se necesita equipos de perforación de
precortes (diámetro menor), explosivos de baja densidad, carguío mecanizado,
y personal altamente calificado.
VOLADURAS CONTROLADAS
VOLADURAS CONTROLADAS
CONTINUIDAD
DEL NEGOCIO
INVERSION
VOLADURAS CONTROLADAS
Mina Mirny - RUSIA
Mina Diavik - CANADA
TECNICAS TRADICIONALES EN VOLADURA CONTROLADAS
TECNICAS TRADICIONALES
Las técnicas más comunes de voladuras controladas son:
a.
b.
c.
d.
Voladura de precorte
Voladura de recorte
Voladura amortiguada
Perforación en línea
El objetivo es solo para garantizar la estabilidad de las paredes.
TECNICAS MODERNAS EN VOLADURA CONTROLADAS
TECNICAS MODERNAS
a. Diseño de perforación con softwares especializados. (Perforación con 03 tipos
de diseño. Precorte, Buffer, y producción)
b. Diseño y simulación de voladuras con softwares especializados.
c. Utilización con detonadores electrónicos de última generación.
d. Utilización de explosivos de baja densidad. (Emulsiones gasificadas).
e. Utilización de material especial para el taco.
Mina Chuquicamata – Antofagasta, CHILE
1.35 Km. Profundidad.
Mina Bingham –Utah, USA
1.3 Km. Profundidad.
TECNICAS MODERNAS
DISEÑO DE PERFORACION:
Los diseños de perforación para la voladura controlada, deben considerar taladros
de precortes y/o taladros de amortiguación (Buffer). El diámetro de los taladros de
precortes deberán ser de menor diámetro que los taladros de producción. (<Ø”)
PRODUCCION
BUFFER
PRECORTE
Diseño de Perforación con Software especializado.
TECNICAS MODERNAS
PERFORACION:
La tecnología del GPS, permite recepcionar la malla de manera inalámbrica,
logrando la perforación en los mismos puntos del diseño de gabinete; también
transmite la información a tiempo real de los parámetros de dureza del macizo,
para el control de carguío de explosivos.
Perforación Automatizada – basada en el GPS.
TECNICAS MODERNAS
DISEÑO DE VOLADURA:
El diseño de carga explosiva y secuencia de voladura debe ser a través de
softwares especializados para garantizar los resultados y objetivos propuestos.
PRODUCCION
DESMONTE
MALLA
SOBREPERF.
PERFO.
BURDEN
9
2
BE49R
6-NP-4613-20
ESPACIAM.
10
BE49R
Carga Lineal kg/m
DMM2
ANFO
38.56
H.ANFO 46
H.ANFO 55
H.ANFO 64
49R
RWS
59.34
100%
59.33
91.3
92%
62.79
96.62
88%
63.78
98.14
84%
TALADROS SECOS
PROF.
18.0
17.0
16.0
15.0
14.0
METROS
0.88 H. ANFO
Kg. H.ANFO 50/50
96.62
1015
10.5
966
10.0
870
9.0
821
8.5
773
8.0
59.34
Kg. ANFO
0
0
0
0
59
METROS
ANFO
0
0.0
0.0
0.0
1.0
ALTURA DE
CARGA m
10.5
10.0
9.0
8.5
9.0
TACO
7.5
7.0
7.0
6.5
6.0
FC
0.70
0.72
0.69
0.70
0.72
Ton
4032
3780
3528
3276
3024
TACO
59.34
Kg. ANFO
0
0
0
0
0
METROS
ANFO
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
ALTURA DE
CARGA m
10.5
10.0
9.0
8.5
8.0
TACO
7.5
7.0
7.0
6.5
6.0
FC
0.72
0.73
0.70
0.71
0.73
Ton
4032
3780
3528
3276
3024
HA55
TALADROS CON AGUA
PROF.
18.0
17.0
16.0
15.0
14.0
METROS
0.84 H. ANFO
Kg. H.ANFO 60/40
98.14
1030
10.5
981
10.0
883
9.0
834
8.5
785
8.0
TACO
HA64
Diseño de Carguío de Explosivos con Softwares Especializados.
TECNICAS MODERNAS
DISEÑO DE CARGA:
Cordón detonante
Detonador
Electrónico
Emulsión encartuchada
Explosivo HA
Booster
PRODUCCION
BUFFER
PRECORTE
TECNICAS MODERNAS
CARGUIO:
La iniciación de la carga explosiva se debe realizar con los detonadores
electrónicos de última generación, con la finalidad de eliminar la dispersión en los
tiempos de retardo por cada taladro disparado.
La dispersión ó error en el tiempo de detonación en los detonadores electrónicos
es de 0.0000001%.
Siempre sale 1 taladro a la vez.
El tiempo de detonación se puede configurar desde 0 ms hasta 30,000 ms. (4ta
generación).
TECNICAS MODERNAS
CARGUIO:
El carguío de los taladros se debe realizar de forma mecanizada a través de
camiones mezcladores. La cantidad de kilogramos de explosivo en el taladro es
exacta y de acuerdo a lo planificado. (La descarga es computarizada)
Carguío Mecanizado - Computarizado
TECNICAS MODERNAS
TAPADO DE TALADROS:
El taco ó stemming debe ser con un material especial chancado de 1” a 1.5” de
diámetro. Este material crea un mayor confinamiento de la carga explosiva,
evitando FLY ROCKS y/o proyección de rocas.
Stemming de 1” - Cargador frontal de volteo lateral
Retención del Taco.
TECNICAS MODERNAS
DESPLAZAMIENTO DEL MATERIAL:
Los resultados del desplazamiento de material son de acuerdo a lo planificado.
Software: Detonadores electrónicos
TECNICAS MODERNAS
EXPLOSIVOS DE BAJA DENSIDAD:
Actualmente se tiene en el mercado emulsiones inertes que sirven para generar
emulsiones gasificadas que te eliminan por completo los humos naranjas (gases
nitrosos).
Gases Nitrosos
Gases Inertes
AIR BLAST
Air Blast:
Esta alteración o flujo de aire se propaga a través de una onda de comprensión
que viaja por la atmósfera, de manera semejante a como lo hace una onda
superficial de tipo “P” que viaja a través de la tierra.
Shock Wave >>> Vp
Geofono
Crushing
Shear
Wave
Vs = ½ V p
Compresión
Wave @ Vp
AIR BLAST - CONTROLES
Perforacion:
• Los taladros deberán perforarse con precisión para mantener la carga diseñada.
Esto es particularmente importante en los taladros inclinados.
•
•
•
•
•
Voladura:
No deberán usarse explosivos no confinados.
Cuando se use cordón detonante en superficie, éste deberá estar cubierto o
enterrado.
Cantidad de carga y control del taco.
Control geotécnico estructural del banco. (grietas, fisuras, etc.)
Si existe una cara libre en la dirección de instalaciones físicas cercanas, dicha
cara deberá reorientarse si fuera posible o bien se reduciría su altura.
AIR BLAST -NORMATIVAS
NORMATIVAS:
Guía Ambiental para la Perforación y Voladuras en Operaciones Mineras - 1995
Norma Americana USBM
NORMATIVAS EN CONTROL DE VIBRACIONES
NORMATIVA PERUANA
ASPECTOS LEGALES Y NORMATIVAS:
Todos los controles de vibración y los controles de ruido, están basadas en los
aspectos legales y normativas vigentes:
Guía Ambiental para la Perforación y voladuras en Operaciones Mineras.
(Ministerio de Energía y Minas - 1995)
NORMATIVA PERUANA
NIVELES DE VIBRACIONES PERMITIDAS:
GUIA AMBIENTAL PARA LA PERFORACIÓN Y VOLADURAS EN OPERACIONES MINERAS
(MEM - PERU)
DISTANCIA DESDE EL ÁREA DE VOLADURA
(m)
PPV MÁXIMO PERMITIDA (mm/s)
91
31.75
91-1,524
25.40
1524 a más
19.05
RELACIONES EMPIRICAS PARA EL MACIZO ROCOSO
Velocidad de Pico Partícula
(mm/s)
254
EFECTOS EN LA MASA ROCOSA
No hay Fractura de las rocas Intactas
254 - 381
Puede ocurrir rebanado, tensional menor, caída de
rocas
635-2540
Rajaduras tensionales fuertes, cierta rajadura radial,
fracturas
2540 a más
Rotura completa de la masa de rocas
NORMATIVA INTERNACIONAL
NORMATIVAS INTERNACIONALES:
1. Norma Alemana (DIN 4150):
2. U.S. Bureau of Mines (USBM RI 8507)
CONCLUSIONES
Voladuras Controladas:
• La aplicación de voladuras controladas a corto, mediano y largo plazo, es la
opción más rentable y sostenible en el tiempo para una empresa minera de
clase mundial. Sobreponiendo el cuidado del entorno social y el sólido
desarrollo de las propias operaciones.
• La aplicación de voladuras controladas permite desarrollar los trabajos de
profundización con factores de seguridad elevados.
• La utilización de emulsiones gasificadas elimina la generación de gases nitrosos
en el proceso de voladura.
• La utilización de detonadores electrónicos permite reducir los niveles de ruido en
un 80% en la detonación.
GRACIAS.