Sistema Daveytronic® SP

Sistema de detonación electrónica
DAVEYTRONIC SP
aplicaciones en el Peru
Indice
Acerca de Davey Bickford.
El Detonador DaveyTronic IV
Ventajas del detonador electronico
El Sistema de iniciacion digtal Daveytronic SP
Aplicaciones en mina Yanacocha
Aplicaciones en Cuajone y Antamina
Conclusiones
p.2
A history of Innovation
William Bickford
Invented the safety fuse for
igniting gunpowder in 1831
1990
2010
2009
2008
2005
2004
2002
1999
1998
1971
1920
1906
1831
DAVEYTRONIC SP
DAVEYTRONIC Remote Blaster
DAVEYTRONIC Blasting Software D2D
DAVEYTRONIC II
New Generation Non-Electric Shock Tube
GTMS Igniter for Car Passive Safety
PTMS Igniter for Car Passive Safety
DAVEYTRONIC® Electronic Detonator
Air Fighter Jettison Systems
Electric Detonator
Invention of the Detonating Cord
Invention of the Bickford Safety Fuse
1960
1957
1940
1900
1880
1886
1831
3
Nuestra Presencia
© Davey Bickford 2011
4
Las mas grandes compañías confían en nuestros
productos
Una red global de ingenieros de campo y técnicos
con experiencia única en voladuras electrónicas
© Davey Bickford 2011
5
Como Davey Bickford se Diferencia
Expertise Técnica
• Gracias a una red internacional de ingenieros de voladura, el equipo Davey Bickford posee mas de
20 años de experiencia en voladuras digitales en diversas operaciones, desde UG a Open Pit, desde
minas metalicas a minas de carbon, tambien como canteras y obras civiles.
• Ademas, Davey Bickford ha creado una nueva division global bajo la direccion del VP Global
Technical Services, Dr. Bill Adamson, dedicada a crear e implementar servicios de valor agregado.
• Davey Bickford siempre propone alternativas para optimizar los patrones de voladura, y asi reducir
los costos globales de la operacion.
6
EL DETONADOR ELECTRONICO DAVEYTRONIC IV
7
Electronic vs conventionals
Shocktube Pyrotechnic Delay Detonator
Pyrotechnic delay detonator
Electric Pyrotechnic
Delay
Detonator
Pyrotechnic delay
detonator
0010110011010010010010111100101
Electronic
Delay
Electronic
delayDetonator
detonator
The Detonator
ID Unico
De 0 a 14,000 ms
Diseño robusto
HD version
Fusehead
Firing
Capacitor
Cannot be charged
by an external power
source
Power
Supply
Capacitor
Charged
by the line
ASIC
B94A2F
ESD
Protection
Line
input
VENTAJAS DE LOS DETONADORES ELECTRONICOS
Tiempo de retardo programable
Cero dispersion de los tiempos de retardo
Facil conecion independiente de la
secuencia de detonacion
Comprobacion antes del proceso de
voladura e iniciacion remota
PRUEBA DE DISPERSION
Detonadores electrónicos Vs pirotécnicos
Se disponen 10 estacas, cada una tiene en la parte inferior un detonador
electrónico y en la parte superior un pirotécnico.
Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011
ARREGLO PARA LA FILMACION DE ALTA VELOCIDAD
Detonadores electrónicos Vs pirotécnicos
NONEL 400 MS
DAVEYTRONIC 400 MS
Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011
DAVEYTRONIC
Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011
Daveytronic
Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011
Prueba de dispersion
Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011
Stake
N°Grade
estaca
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Pyrotechnics/ms
Pirotécnicos/ms
405
411
417
383
428
405
413
412
419
421
Daveytronics/ms
Daveytronic/ms
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011
ANALISIS DE DISPERSION EN DETONADORES PIROTECNICOS
ANALISIS DE LA DISPERSION EN DETONADORES PIROTECNICOS
Numero de detonador
Retardo Nominal (De
etiqueta)
Retardo Real (Medido)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ms
ms
400
405
400
411
400
417
400
383
400
428
400
405
400
413
400
412
400
419
400
421
Dispercion
ms
5
11
17
Porcentaje de dispersion
%
(+17)
(+17)
(+17)
(+17)
(+17)
(+17)
(+17)
(+17)
(+17)
-17
28
5
13
12
19
21
1.25% 2.75% 4.25% 4.25% 6.54% 1.23% 3.15% 2.91% 4.53% 4.99%
2.74%
Retardo de secuencia entre
pozos
ms
0
17
34
51
68
85
102
119
136
153
Tiempo Nominal de
detonacion
Tiempo Real de detonacion
ms
ms
400
405
417
428
434
451
451
434
468
496
485
490
502
515
519
531
536
555
553
574
ALTERACIÓN DE LA SECUENCIA DE DETONACIÓN
Secuencia diseñada:










400 ms 417 ms 434 ms 451 ms 468 ms 485 ms 502 ms 519 ms 536 ms 553 ms
Secuencia real:










405 ms 428 ms 451 ms 434 ms 496 ms 490 ms 515 ms 531 ms 555 ms 574 ms
Simulación de la voladura usando los tiempos del detonador pirotécnico
… y si agregamos un tiempo entre pozos de 17 ms ?
405
0
411
428
17
417
451
34
51
383
434
496
428
68
405
490
85
413
515
102
412
119
531
419
136
555
421
153
574
7
8
9
10
Avg. dev.
+ 6.54%
+ 2.74%
- 4.25%
1
2
4
3
6
5
Barrenos
dey secuencia
Potential
Flyrock
Alteracion
devibracion
lafuera
columna
Mala
fragmentacion
Aumento
de
presion de aire
EFECTOS DE LA INEXACTITUD EN VOLADURAS DE SUPERFICIE
Pobre fragmentación de roca
 Incremento en sobretamaño (bolones)
 Elevados niveles de vibración
 Daño en paredes
 Mayor potencial de proyección de rocas
 Mayores costos de excavación y chancado

Curso de entrenamiento para nuevos usuarios Julio 2011
EL SISTEMA DIGITAL DE DETONACION DAVEYTRONIC SP
21
Sistema Daveytronic® SP - Generalidades
Detonador y cable
The Det
Hardware
Programming Unit
Connectors
Blast Driver
The Wire
Remote Blaster
Software
D2D
A simple to use blasting system
Completamente integrado
Autosuficiente
KISS!
Control total
Inalambrico
Software de diseño
The Programming Unit
1,000 dets
6 modos de programacion
Test de linea o de bus
Almacenamiento de datos
RFID
Caracteristica de respaldo exclusiva
The Blast Driver
1,500 dets
Inalambrico
Status LED indicator
Repeater
SynchroBlast™ (4,500 detonators)
RFID
Range : 5,000 m - 3.1
mi
The Remote Blaster
Remote controler
Multiblast
Synchroblast™
LCD, audio
Cut-off monitoring, firing energy
control
RFID security key and data transfer (Cableless)
Range : 5,000 m - 3.1
mi
Multiblast
BHP Escondida, Chile
27
Synchroblast
28
Safety
EMI, ESD, RF, proteccion contra descargas,
Encapsulamineto contra la presion dinamica
PU con limite de potencia
Safety by electronic design:
Pricipio de los 2 condensadores (Patented)
Interruptor inteligente (Patented)
1
5
2
4
6
3
7
1- Power ON
2- Tcharge closing
3- Tdischarge opening
4- Firing Capacitor charge
5- Firing charge level check
6- Smart shunt opening
7- Tfire closing
Security
Traceability control
Unique ID for each
detonator.
Track & Trace data records
Event Recorder
Impregnable communication
Must use dedicated BD/PU,
Encoded communication
Unique ID
Event Recorder
Impregnable
communication
Dedicated firing device
Blast Software
D2D
BLASTPLAN
APLICACIONES EN LA MINERIA PERUANA
32
APLICACIONES EN YANACOCHA
En Julio del 2012 se iniciaron
las pruebas del detonador,
solo en el tajo “La QuinuaTapado Oeste”.
Desde Enero del 2013 se
viene disparando en todos los
tajos de la mina. Y desde abril
se cuenta con un contrato de
suministro
del
detonador
Daveytronic IV y de servicio
de detonación digital con el
sistema Daveytronic SP, en el
100 % del consumo de la
mina.
p.33
1. DISEÑO DE SECUENCIAS DE DETONACION
Diseño para controlar la dilucion de mineral.
Diseño para el cuidado de la pared
Diseño para el cuidado de estructuras cercanas
34
1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.
1.1. OBJETIVO y ESTRATEGIA
Fig.1
Fig.2
1.
Evitar el desplazamiento de los fragmentos fuera del poligono de mineral. En el peor de los casos, cuando
el poligo de mineral esta rodeado de roca esteril (Fig 1).
2.
La estrategia es dirigir el desplazamiento de cada burden hacie el centro del poligo (Fig 1). Las curvas de
isotiempo de la figura 2 nos dan una idea grafica de la forma del apilamiento deseado.
35
1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.
1.2. SECUENCIA DE LA DETONACION.
2
Fig.4
1
1.
2.
Fig.3
3.
4.
Se establece como inicio un taladro al centro del
polígono y se van generando alivios concéntricos.
Si la roca es “dura” se emplean tiempos cortos entre
pozos (4-8 ms) y si es “suave” se emplean tiempos
mayores del orden de 51 ms.
Entre filas se retarda con 180 ms.
Los taladros que queden al contorno del poligono o al
final de la secuencia se retardan mas aun, con 250 a
300 ms. Esto produce una notable separación con el
resto de la voladura.
36
1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.
1.2. PROGRESO DE LA DETONACION.
Fig.4
Fig.5
1. Blastplan nos permite simular y analizar paso a paso (Fig. 5) el progreso de la
detonación y de esta manera ir comprobando gráficamente el criterio que
estamos aplicando (Fig.3).
37
1. DISEÑO PARA CONTROLAR LA DILUCION DE MINERAL.
1.2.ISOTIEMPO Y ALIVIO.
Fig.6
1.
Fig.7
Para esta zona se analiza las curvas de isotiempo (Fig. 6) y el alivio (Fig.7).
38
OTRO DISEÑO – POR ZONAS
A menudo es necesario hacer distintos diseños para voladuras con diferentes
propósitos, por ejemplo: Diseño de producción, o en rampa, precorte, etc. Para
esto se crean zonas que nos permiten administrar por separado el diseño de
cada una.
39
DISEÑO DE SECUENCIA DE DETONACION POR ZONAS
De acuerdo a criterios de control de daños por vibraciones, cuidado de
estructuras (pozos de bombeo) u objetivos de fragmentación, el ingeniero de
Davey Bickford simula un conjunto de escenarios variando el tiempo entre
pozos, tiempo entre filas, punto de inicio, dirección del desplazamiento, etc.
Finalmente este diseño es aprobado por un ingeniero de perforación y voladura
de minera Yanacocha.
40
CALCULO DE TIEMPOS DE DETONACION
Con todos los barrenos conectados y debidamente secuenciados, es
posible calcular el tiempo de detonación de cada uno.
1. La flecha indica la dirección de la secuencia de detonación
2. El numero en negro es el tiempo entre posos y filas.
3. El numero en rojo es el tiempo de detonación calculado por Blastplan.
41
SIMULASION Y ANALISIS
Con los tiempos de detonación de cada pozo se puede hacer una
simulación que nos permite visualizar el progreso de la detonación y decidir
cambios de acuerdo a nuestro propósito (Eliminar acoplamientos, fallas en
la secuencia, dirección del desplazamiento, etc.). En la pantalla, los pozos
que van detonando se van pintando de rojo.
42
LINEAS DE ISOTIEMPOS
Otro tipo de análisis que nos proporciona Blastplan es las líneas ISOTIEMPO.
Este tipo de análisis, en Yanacocha, es particularmente útil cuando se
requiere direccionar el desplazamiento del mineral y controlar la dilución.
Las regiones con líneas mas juntas, nos indican zonas con mayor alivio.
43
BURDEN ALIVIO
Además, con Blastplan podemos calcular el Alivio en milisegundos por
metro (ms/m).
Una escala de colores, muestra las regiones con menor y mayor alivio.
44
ACOPLE DE BARRENOS
Un ultimo e importante paso es la búsqueda de barrenos que estén detonando “al mismo
tiempo” o dentro de una ventana de tiempo (empezamos con una ventana de 5 ms y de acuerdo
a la magnitud del disparo, el análisis puede terminar en una ventana de 1 ms).
Blastplan muestra el acople de barrenos y el tiempo en que se producen, además los resalta
pintando de rojo los pozos, en la vista de diseño. De esta manera uno puede cambiar
puntualmente la secuencia de los pozos en cuestión de tal manera que la secuencia en general
no se vea muy alterada.
45
PLANOS DE PROGRAMACION DE DETONADORES EN CAMPO
PLANO DE TIEMPOS
Este plano se emplea para asignarle el tiempo de detonación correspondiente a
cada detonador en cada barreno, georeferenciado con el numero barreno.
46
PLANO DE SECUENCIA
En campo este plano puede resultar de mucha utilidad, sobre todo si se
encuentran barrenos que se perforaron a ultima hora y no se tenia en el
sistema. Entonces uno podría determinar manualmente su tiempo de
detonación, respetando la secuencia.
47
MAS CAPACIDADES POR APROVECHAR
PREDICCION DE LA VIBRACION
Recientemente, hace una semana hemos empezado a usar una potente
función de Blastplan para predecir el nivel de vibración en un punto de
observación dado. Puesto que la mina cuenta con modelos de vibración,
vamos a hacer uso de las constantes “K” y “a” ya determinadas para hacer
predicciones en las zonas de interés.
p.48
2. PROGRAMACION Y CONEXION DE LOS DETONADORES
49
2.1.
PROGRAMACION
1.
PRIMERO:
En modo de programación manual, se debe digitar en el teclado numérico , para ingresar el tiempo de
detonación del detonador que se esta programando. Por ejemplo 3215 ms.
2.
SEGUNDO:
Cada detonador es marcado como ya programado, tanto en el plano como en la cubierta del conector de
plástico.
50
2.2.
CONEXION
1.
PRIMERO
El cable de conexión (verde-amarillo) une a todos los detonadores mediante el conector anaranjado.
2.
SEGUNDO
Una vez conectado el cable y cerrado el conector se sella con una sustancia impermeable de goma.
51
CONEXIÓN DEL PROYECTO DE VOLADURA
Detonadores conectados al
cable de conexión.
Cable de conexión
52
CONEXIÓN CON EL MANEJADOR DE LA VOLADURA
PROYECTO DE
VOLADURA
53
3. PROCESO DE DETONACION INALAMBRICA
54
4.
PROCESO DE DETONACION INALAMBRICA.
Fig.2
MINA YANACOCHA
Fig.1
MINA ANTAMINA
MINA CUAJONE
55
5. FRAGMENTACION
56
COMENTARIOS GENERALES DEL ANALISIS
Los tiempos utilizados en la secuencia de voladura fueron:
Tiempo/taladros = 4 ms; Tiempo/filas = 180 ms
La toma de fotografías para el análisis de fragmentación corresponde al frente
de minado del polígono SGBS - C - 561, este material es mineral para la prueba
de Bioleach.
Los resultados de análisis de fragmentación indican un:
Pasante al 80% = P80 = 6.60 cm = 2.60 pulgadas
Tamaño característico = Xc = 8.99 cm = 3.54 pulgadas
Índice de uniformidad = n = 1.53
PARÁMETROS DE DISEÑO Y CARGUÍO
DIÁMETRO DE TALADROS (PULGADAS)
10 5/8”
B x S (METROS)
6.0 x 7.0
LONGITUD DE CARGA (METROS)
5.5
CARGA POR TALADRO (kg)
371.5
EXPLOSIVO
HA 65/35
TACO TOTAL (METROS)
6.0
FACTOR DE CARGA (Kg/Tn)
0.442
TIPO DE MATERIAL
Sulfuros
DENSIDAD DE MATERIAL
2.0 gr/cc
DUREZA
Duro (fracturado)
ALTURA PROMEDIO
11.5 METROS
6.0 m
TACO
5.5 m.
HA 65/35
UBICACIÓN DE LA ZONA
FRENTE DE MINADO 3782
POLIGONO SGBS - C - 561
FOTOS ANALIZADAS
Escala = 30.48 cm
La escala empleada para el análisis de fragmentación fue una pelota de 12 pulgadas. Equivalente a 30.48 cm.
CURVA GRANULOMÉTRICA
P80 = 8.99 cm = 3.54 pulgadas
Xc = Tamaño Característico = 6.60 cm = 2.60 pulgadas
P80 = Pasante al 80% = 8.99 cm = 3.54 pulgadas
n = Índice de Uniformidad = 1.53
HISTORIAL DE ANALISIS DE FRAGMENTACION
POLIGONO
MATERIAL
P80 (cm)
XC (cm)
ELECTRÓNICO
SGAA - C - 674
Sílice Masiva ,Sulfuros
15.4
10.0
FACTOR DE CARGA
(KG/TON)
0.442
ELECTRÓNICO
TGW - C – 676
Sílice Masiva , Argilico
16.0
11.3
0.442
31/01/13
ELECTRÓNICO
TGW - C – 676
Argilico Avanzado ,Sulfuros
23.0
16.2
0.442
31/01/13
ELECTRÓNICO
TGW - C – 676
Argilico, Silice Masiva
15.3
10.4
0.442
31/01/13
ELECTRÓNICO
TGW - C - 676
Argilico, Silice Masiva
30.8
7.6
0.412
31/01/13
ELECTRÓNICO
TGL - C - 675
Silice Masiva
31.2
20.8
0.412
31/01/13
ELECTRÓNICO
SGAA - C - 674
Sílice Masiva ,Sulfuros
16.0
11.5
0.438
31/01/13
ELECTRÓNICO
SGBS - C -671
Sílice Masiva ,Sulfuros
14.9
10.6
0.438
31/01/13
ELECTRÓNICO
SGBS - C -672
Sílice Masiva , Argilico
18.1
12.5
0.442
19/02/13
ELECTRÓNICO
TGW - C - 559
Argilico avanzado ,Sulfuros
14.0
10.2
0.442
19/02/13
ELECTRÓNICO
AGWs - C - 556
Sílice Masiva , Argilico Avanzado, sulfuro
10.2
6.9
0.531
19/02/13
ELECTRÓNICO
TGW - C - 559
Argilico avanzado ,Sulfuros
13.1
7.9
0.438
19/02/13
ELECTRÓNICO
AGWs - C - 556
Argilico Avanzado, sulfuro
9.8
5.9
0.531
19/02/13
ELECTRÓNICO
TGW - C - 557
Argilico avanzado, silice masiva
11.1
8.1
0.438
19/02/13
ELECTRÓNICO
AGWs - C - 555
Sulfuros, silice masiva
8.3
6.4
0.438
19/02/13
ELECTRÓNICO
SGBS - C - 554
Sulfuros, silice masiva
15.5
10.5
0.442
23/02/13
ELECTRÓNICO
SGBS - C - 561
Sulfuros
9.0
6.6
0.442
19/02/13
ELECTRÓNICO
SGBS - C - 553
Sulfuros, silice masiva
10.8
8.1
0.442
23/02/13
ELECTRÓNICO
SGBS - C - 562
Sulfuros, silice masiva
10.2
7.0
0.438
19/02/13
ELECTRÓNICO
AGWS - C - 558
Sulfuros, silice masiva
12.2
8.6
0.400
27/02/13
ELECTRÓNICO
AGWS - C - 565
Sílice Masiva , Argilico Avanzado, sulfuro
11.8
7.9
0.438
27/02/13
ELECTRÓNICO
AGWS - C - 570
Argilico avanzado, silice masiva
13.2
9.3
0.438
1/03/13
ELECTRÓNICO
OHMB - C - 569
Silice Masiva
7.3
5.5
0.438
1/03/13
ELECTRÓNICO
AGWs - C - 574
Sílice Masiva_ Argilico Avanzado
11.8
7.9
0.438
VOLADURA
INICIACION
31/01/13
31/01/13
VIBRACIONES
Distancia =
721.6 m
Disparo TO 3528-3540 (05-12-12)
VPPV = 4.1 mm/s
Valores Máximos
Resultado de las Mediciones
Conversión de los límites de aceleración a m/s2 usando el valor de g = 9.81 m/s2
Valores Límites en
aceleración
Resultado de las mediciones en Planta Gold Mill
Todos los resultados de
aceleración monitoreados en
el Molino, se encuentran por
debajo de los valores límites.
CONCLUSIONES
Esta es una solucion tecnologica para aquellos problemas de la voladura relacionados con
la exactitud de la secuencia de detonacion.
La aplicación de la tecnologia electronica digital a un proceso estocastico como la
voladura, nos proporciona una herramienta de control.
La programabilidad y exactitud de los detonadores en conjunto con el software de diseño,
porporcionan flexibilidad en la etapa de diseño de secuencias de detonacion.
La fragmentacion, vibracion y otros efectos pueden ser mejor controlados.
El precio mayor respecto a un detonador pirotecnico convencional y las ventajas
mencionadas van en beneficio de una reduccion de costos global de la operación de
minado.
p.66
¡ Muchas gracias por su atención !
Romel Villanueva L.