TOMO 2 - Geología Aplicada
OPTIMIZACIÓN DE TRONADURAS EN UNIDADES ANDESÍTICAS
MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE MARTILLO SCHMIDT
Carlos Muñoz, José Alvarez
Gerencia Técnica, Orica Mining Services, Av. Providencia 2286 2do piso, Santiago, Chile.
[email protected], [email protected]
INTRODUCCION
Es muy conocido que el proceso de tronadura afecta directamente al negocio minero. Una
buena fragmentación y un desplazamiento adecuado, permiten optimizar los tiempos de carguío,
aumentar el rendimiento efectivo en los equipos de extracción y mejorar los procesos de chancado
y molienda. A su vez, una buena configuración de carga y secuencia de disparo permiten optimizar el
uso de explosivos y minimizar el daño al macizo rocoso (Mackenzie,1967; Hustrulid,1999; Morin y
Ficarazzo,2006). Las características geológicas y geomecánicas son de vital importancia en el
momento de realizar los diseños de perforación, carga, secuencia de encendido y evaluación posterior
de resultados (Latham y Lu, 1999). La información debe ser lo más precisa y detallada posible,
además de coherente con la escala del sector a tronar. Por lo general las caracterizaciones
geomecánicas de unidades litológicas son obtenidas mediante la realización de ensayos de laboratorio
en testigos de sondajes diamantinos, esto hace que los parámetros utilizados, ya sea por costos y
por no-factibilidad operacional, no necesariamente sean representativos a escala de mallas de
tronadura; Como resultado, una mala fragmentación o daños excesivos inducidos al macizo rocoso
son consecuencias comunes en tronaduras deficientes.
El esclerómetro o martillo Schmidt es utilizado en obras civiles y minería para la caracterización
in-situ de unidades litológicas. Teniendo en cuenta ciertas restricciones y siguiendo procedimientos
estándares, parámetros como RCU, E, µ, γ, η, etc pueden ser estimados en forma rápida y sencilla
(Aydin y Basu, 2005; Basu y Aydin, 2004; Kahraman et al., 2002; Katz et al., 2000).
Con la finalidad de mejorar los resultados de fragmentación en tronaduras de producción y contorno
en unidades andesíticas, y a su vez, estimar el cambio en los parámetros geomecánicos de la unidad
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XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO
Andesita Parda Rojiza (Mina Los Colorados-CMH), se ha realizado un muestreo sistemático insitu con el uso de un martillo Schmidt. Se consideró como base de estudio el banco 405 de la fase
3 Este y los sondajes DDHG2, DDHG3.
MATERIALES Y METODOS
El muestreo fue llevado a cabo con un martillo Schmidt tipo N marca ELE international,
modelo CT-320A y serie B93173. Se tomaron un total de 2832 muestras y se calcularon los valores
de RCU en megapascales siguiendo el modelo propuesto por Deere y Miller (1966). De la relación
entre los valores de campo y laboratorio (sondajes DDHG2, DDHG3) se obtuvo un modelo
representativo para la unidad Andesita Parda Rojiza. Los resultados fueron comparados con las isovelocidades de perforación del banco 405 y utilizados como referencia para la optimización de
parámetros de tronaduras. Durante el período enero-abril 2005, 16 tronaduras fueron consideradas
en la definición de nuevos estándares.
RESULTADOS
FIG.1. Modelos de RCU obtenidos para la unidad Andesita Parda Rojiza considerando una densidad de: (a) 2,52,7 [g/cm3]; (b) 2,5-2,9 [g/cm3].
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TOMO 2 - Geología Aplicada
(a)
Densidad [g/cm3]
2,63±0,04
Porosidad [%]
3,07±0,63
Vp [m/s]
5005±513
Vs [m/s]
2935±319
RT [Mpa]
10,04±1,76
T D50 [Mpa]
10.89±1,90
CV
0,17
RCU [Mpa]
148,04±10,94
CU50 [Mpa]
153,81±12,41
CV
0,08
E [Gpa]
49,40±10,94
µ
0,21±0,03
(b) Parámetros And.Prd.Rj
FIG.2. (a) Relación entre iso-velocidades de perforación banco 405 y RCU calculados en este trabajo; (b)
ensayos geomecánicos de laboratorio en sondajes DDHG2-DDHG3.
FIG.3.Optimización de parámetros de tronadura.(a) estándar inicial = malla 8x11 y FCD=167 [g/TM].Estándares
modificados:(b) intermedio (150-200 Mpa)= malla 7,5x11,5 y FCD=191 [g/TM] ;(c) duro (200-300 Mpa) = malla
7x11 y FCD=224 [g/TM] ; (d) muy duro (>300 Mpa), malla 7x10,5 y FCD=260 [g/TM]. S= secos, D= desaguado,
A= con agua.
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XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO
CONCLUSIONES
•
Nuestro estudio demuestra la heterogeneidad espacial de los parámetros geomecánicos en
la unidad Andesita Parda Rojiza (Mina Los Colorados-CMH). El azimut e inclinación de los
sondajes DDHG2 y DDHG3 hacen que estos no corten ni se aproximen a los bancos
actualmente explotados, por lo tanto, los datos de laboratorio no representan las
características del material tronado y por tronar.
•
La optimización de parámetros de tronadura permitió mejorar la fragmentación en los bancos
405, 390, 375 y 360 de la fase 3 Este. El resultado obtenido reflejó un aumento en el
rendimiento efectivo de los equipos de carguío y transporte.
•
Se confirma el uso del martillo Schmidt como una herramienta útil, de bajo costo y
operacionalmente viable, para la caracterización geomecánica de unidades litológicas en
zonas con bajo nivel de información, inclusive a escala de mallas de tronadura.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece a Geología y, Perforación-Tronadura CMH por la instrumentación e información
proporcionada. Este estudio es un aporte de la consultoría integral de Orica Mining Services en
faena Mina Los Colorados.
REFERENCIAS
Aydin,A.;Basu, A.2005.The Schmidt hammer in rock material characterization.Engineering Geology 85:1-14.
Basu, A.; Aydin, A. 2004. A method for normalization of Schmidt hammer rebound values. International Journal
of Rock Mechanics and Mining Sciences 41: 1211-1214.
Deere, D.U.; Miller, R.P. 1966. Engineering classification and index properties of rocks. Technical Report No.AFNLTR-65-116.Alburquerque, NM: Air Force Weapons Laboratory.
Hustrulid, W. 1999. Blasting Principles for Open Pit Mining, Vol.1.A.A.Balkena.:383 p. Rotterdam.
Kahraman, S.; Tener, M.; Gunaydin, O. 2002. Predicting the Schmidt hammer values of in-situ intact rock from
core simple values. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 39: 395-399.
Katz, O.; Reches, Z.; Roegiers, J.C. 2000. Evaluation of mechanical rock properties using a Schmidt Hammer.
International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 37: 723-728.
Latham, J.P.; Lu, P. 1999. Development of an assessment system for the blastability of rock masses. International
Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 36:41-55.
Mackenzie, A.S. 1967. Optimun blasting. In Proceeding of the 28th Annual Minnesota Mining Symposium.
Duluth, MN, p.181-188.
Morin, M.A.; Ficarazzo, F. 2006. Monte Carlo simulation as a tool to predict blasting fragmentation based on the
Kuz-Ram model. Computers and Geosciences 32: 352-359.
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