Diseño de Voladuras en Minas a Cielo Abierto

18 abril, 2012 | By | 2 Replies More

Proceso de Voladura

La operación unitaria o proceso productivo de “Voladura”, tiene como objetivo el arrancar el material involucrado desde su lugar original, de modo que este material triturado puede ser cargado y retirado por los equipos respectivos (y procesado según se requiera), por lo que este material tendrá que cumplir con una granulometría y una disposición espacial apta para los posteriores procesos asociados.

El primer proceso de conminución que se aplica al material es la voladura, por lo que su éxito permitirá realizar un buen manejo de este material por parte de los procesos posteriores (chancado por ejemplo).

Como sabemos la granulometría dependerá de las características de la roca misma y de energía aplicada sobre ella, por lo que si deseamos una granulometría fina debemos utilizar mayor cantidad de recursos (explosivos) o aumentar su potencia, es decir aumentar el Factor de carga de nuestra voladura.

La proyección del material es también un tema muy importante, ya que no queremos que el material quede esparcido en un área muy grande, sino que deberá quedar dispuesto espacialmente de modo que el equipo que se encargue de su manejo posterior pueda hacerlo en condiciones acordes a su diseño de operación.

Algunas formas para el material tronado son las siguientes:

Figura 1. Algunas formas para el material VoladoEn el caso a) se tiene una “ola” de mayor altura y menor expansión, ideal para la operación de palas cable, ya que se posiciona frente a la saca sin tener que realizar muchos movimientos. Se puede agregar que reviste bastante riesgo el circular en las cercanías de la ola de material. El trabajo de los equipos de apoyo son mínimos. La Voladura se ha realizado de modo que la proyección sea mínima.

En el caso b) se tiene una “ola” de altura y expansión intermedia, recomendable para la operación de palas hidráulicas, ya que se posiciona frente a la saca y deberá realizar algunos movimientos. Se puede agregar que no reviste mucho riesgo el circular en las cercanías de la ola de material. El trabajo de los equipos de apoyo es considerables.

En el caso c) se tiene una “ola” de poca altura y mucha expansión, ideal para la operación de cargadores frontales, ya que deberá realizar muchos movimientos.

Se puede agregar que reviste muy poco riesgo el circular en las cercanías de la ola de material. El trabajo de los equipos de apoyo son altos. La Voladura se ha realizado de modo que la proyección sea relevante.

Para obtener los resultados esperados, podemos resumir la tarea en los siguientes pasos:

  • Definir el tonelaje requerido para la tronadura.
  • Diseñar la tronadura.
  • Chequeo de la zona a tronar.
  • Garantizar la seguridad de la operación.
  • Materializar el diseño en terreno.
  • Realizar el amarre.
  • Efectuar la voladura.
  • Chequear la zona volada.
  • Chequear resultados.
  • Incorporar dichos resultados al sistema de información.

Definir el tonelaje requerido para la Voladura.

Para ello se debe tomar en cuanta los requerimientos de producción y movimiento de materiales. Con esta información podremos definir el tonelaje a remover y los lugares de los cuales se tendrá que perforar, tronar y retirar el material volado.

Diseñar la Voladura.

El diseño de la voladura consistirá en definir la forma en la cual serán cargados los tiros perforados, definiendo además los tipos y cantidades de explosivos involucrados y consideraciones especiales como pre – corte, tiros amortiguados, pozos con agua, etc.

Chequeo de la zona a Volar.

Antes de realizar la carga del explosivo en los pozos deberá chequearse la zona involucrada, ya que deberá cumplir con los requerimientos de diseño. Este chequeo consiste principalmente en verificar si la cantidad de pozos y su calidad cumple con las impuestas por el diseño.

En el caso de no ser así deberán realizarse actividades correctivas para solucionar dichos inconvenientes, como por ejemplo el relleno de tiros sobre perforados (para que no queden hoyos), repaso de perforación en tiros cortos (para que no queden patas), rediseño de malla en caso de que no se cumpla en terreno con la malla especificada, por inclinación de tiros, existencia de agua, estructuras problemáticas en la roca, derrumbe de pozos, etc.

Garantizar la seguridad de la operación.

Una vez chequeada la zona y previo a la materialización del diseño, deberá garantizarse que la operación se realizará en forma segura. Esto pasa desde la revisión de los insumos (disponibilidad, calidad, transporte y programación del movimiento), hasta lo que se refiere con el aislamiento de la zona de operación, de modo que ningún factor de riesgo quede sin la respectiva supervisión y control.

Materializar el diseño en terreno.

Una vez cumplido el chequeo y posibles modificaciones, se materializa en terreno dicho diseño, efectuando la carga de los explosivos y accesorios en cada pozo, dejando el pozo en condiciones de ser amarrado al sistema iniciador de la voladura.

Realizar el amarre.

Una vez cargados los pozos y chequeados, se realiza el amarre a la troncal, según lo especificado por el diseño (garantizando que se cumplirá con la secuencia estipulada). Con los retardos se debe hacer cumplir la condición de que todos los tiros hayan sido iniciados antes de que detone el primer tiro.

Efectuar la Voladura.

Cuando se ha realizado el amarre, se ha despejado el área y se encuentran dadas las condiciones de seguridad para realizar la voladura, esta se lleva a cabo.

Chequear la zona Volada.

Una vez efectuada la Voladura se procede a la inspección de la zona, de modo que se pueda detectar tiros quedados, colpas, necesidad de voladura secundaria, condiciones de estabilidad y calidad de la voladura realizada.

Chequear resultados.

Se procede a comparar los resultados obtenidos con los esperados, lo cual permitirá tener una fuente de información para otras voladuras similares, de modo de ir adaptando el diseño teórico con el práctico.

Incorporar dichos resultados al sistema de información.

Como en todas las operaciones deberá registrarse los resultados en un sistema de información que permita fundamentar posteriores variaciones del diseño en pos de una operación más eficiente.

Otra forma que existe para medir resultados dicen relación con las operaciones posteriores y el manejo de índices como:

  • Granulometría.
  • Gramos de explosivo por tonelada (factor de carga).
  • Costos (US$/ ton).
  • Rendimientos (ton/ hra pala, ton/ hra chancador, horas bulldozer).

 

Diseño de Voladuras.

Un adecuado diseño debe contar con un ordenamiento lógico de las actividades a realizar, por lo que se presentan algunas alternativas de manejo de información en tablas.

Longitud de Pozos:

Nº pozo

Longitud especificada

Longitud observada

Observaciones

Longitud final real

1

17 metros

16.5 metros

Se realiza repaso del tiro

17.05

2

17 metros

18 metros

Se realiza relleno con detritus

17.00

3

17 metros

17 metros

OK

17.00

n

17 metros

17 metros

OK

17.00

 

Calidad de Pozos:

Nº pozo

Observaciones

Medidas a tomar

15

Presencia de Agua (2 metros aprox.)

Explosivo especial carga de fondo

16

Presencia de Agua (2 metros aprox.)

Explosivo especial carga de fondo

17

Presencia de Agua (1.4 metros aprox.)

Explosivo especial carga de fondo

18

Presencia de Agua (1 metro aprox.)

Explosivo especial carga de fondo

——–

—————————————————–

—————————————————–

25

Derrumbe interno en el pozo (mt12-mt15)

Re perforar y entubar (PVC)

27

Derrumbe interno en el pozo (mt12-mt15)

Re perforar y entubar (PVC)

 

Se entenderá como tiros o pozos de “Primera corrida”, a los tiros que se encuentren en una posición tal que:

  • Cuentan con al menos una cara libre para su salida.
  • No esté afectada por restricciones (por ejemplo cerca del muro).
  • Su salida sea necesaria para generar una o más caras libres a otros tiros o pozos.

Estos pozos o tiros deben garantizar su salida antes de que cualquier otro pozo dependiente de ellos. Por lo general estos tiros se cargan con un factor de carga mayor (más potentes).

Se entenderá como tiros o pozos de “Tercera o Última Corrida”, a los tiros que se encuentren en una posición tal que:

  • Pueden o no contar con una cara libre para su salida al momento de iniciar la Voladura.
  • Pero se encuentran afectados por restricciones de potencia (por ejemplo cerca del muro), por lo que no podrán ser considerados como tiros de primera corrida.
  • Su salida generará la cara libre del banco siguiente, futuras tronaduras (atrás o al lado) o la cara del muro del rajo (pit final por ejemplo).

Estos pozos o tiros deben garantizar condiciones aceptables de estabilidad a la cara que dejan libre. Por lo general estos tiros se cargan con un factor de carga menor (menos potentes).

El grupo de tiros que queda entre los tiros de “Primera Corrida” y el de “Tercera o Última Corrida”, se pueden considerar como tiros de “Segunda Corrida”, los cuales tendrán un factor de carga mayor que los de última corrida y menor o igual a los de primera corrida.

Los términos Primera, Segunda, Tercera, Última corrida, dependerán de la mina en particular, ya que se le puede asignar el nombre que se desee siempre y cuando se respete las características del carguío de los explosivos (potencia) en función de la ubicación del tiro o pozo de modo que se obtenga el resultado esperado.

Columna explosiva:

Figura 2. Columna Explosiva

Figura 3. Tiros, primera, segunda y tercera corrida

Hoja de Voladura

Cuadro1. Hoja de Tronadura

Con esto podemos obtener el equivalente a ANFO obtener nuestro factor de carga para las toneladas a remover con esta voladura.

La primera corrida debe ser más potente, ya que debemos asegurar que esta corrida salga, ya que esta es la corrida que generará la cara libre de las próximas corridas, y la última corrida deberá ser lo suficientemente potente como par remover el material pero no generar mucho daño en la pared.

Amarre de tiros:

Como lo mencionamos antes debemos cumplir con que la iniciación sea completa antes que detone el primer tiro, además debemos mencionar que la secuencia de detonación debe ser tal que siempre el tiro que detone encuentre una cara libre, independientemente de la corrida a la cual pertenezca. Además una manera de asegurar que cada tiro sea iniciado se puede optar por diseñar un amarre tal que siempre un mismo tiro sea iniciado al mismo tiempo por dos líneas troncales (amarre doble)

 

Se presenta el siguiente ejemplo de secuencia de salida en amarre:

Figura 4. Ejemplo de secuencia de salida en amarre

Quedando como muestra la siguiente figura:

Figura 5. Ejemplo de secuencia de salida en amarre

Con un retardo en el fondo de 500 mili segundos, se genera el siguiente esquema de salida de tiros:

Figura 6. Ejemplo de secuencia de salida en amarre

Debemos notar que en esta configuración se cumple con:

  • La detonación del primer tiro ocurre a los 500 mili segundos.
  • La iniciación del último tiro ocurre a los 219 mili segundos.
  • Cada tiro sale con al menos una cara libre.

Se pueden agregar otros retardos con el fin de desfasar aún más la salida de cada tiro.

Otras Configuraciones de amarre:

Figura 7. Amarre tiro a tiro hacia el tajo

Amarre tiro a tiro hacia el tajo

Figura 8. Amarre tiro a tiro hacia la posición futura de la pala

Amarre tiro a tiro hacia la posición futura de la pala

Figura 9. Amarre tradicional semi canal hacia el tajo,Diseño rectangular

Amarre tradicional semi canal hacia el tajo,Diseño rectangular

 

Figura 10. Amarre tiro a tiro en Canal

Amarre tiro a tiro en Canal

 

Figura 11. Amarre tradicional canal

Amarre tradicional canal

 

Figura 12. Amarre tradicional en linea, Diseño triangular

Amarre tradicional en linea, Diseño triangular

 

Figura 13. Voladura

Voladura

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Category: Diseño y Operaciones de Minas a Cielo Abierto, Recursos Didácticos

Comments (2)

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  1. Felipe dice:

    Asi que asi se realizaba esto, muy bien los felicito, te felicito Gonzalo
    Muchas gracias.

  2. Douglas Canales Mejia dice:

    quisiera saber si me pueden brindar informacion de cuales son los metodos y diseño para realizar carguios de explosivos.

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