Perforación y Voladura en Vetas Angostas en Arirahua

PERFORACIÓN Y VOLADURA EN VETAS ANGOSTASMINAS ARIRAHUA Ing. Arturo Vargas Guillén Ing. Hugo Vidal Herrera Jefe Departamento de Control de Perdidas y Geomecánica Supervisor Mina [email protected] [email protected] [email protected] RESUMEN SUMMARY Minas Arirahua S.A., desarrolla sus operaciones dentro del complejo de Bella Unión, involucra la explotación de vetas con buzamiento entre 80º a 85º, se ejecutan labores de exploración y desarrollo en 900 ms/mes, la explotación produce 300 TMS/dia; la Planta de Beneficio trata 450 TMS/dia, con ley de cabeza de 10.50 gr Au/ TM. Las zonas de enriquecimiento están determinados por varias vetas, las cuales tienen sus propias características que hacen de la explotación un reto muy importante, debido a la irregular geometría y distribución de valores, mas aun por la Geomecánica y sus efectos. La explotación implica no solo hacer económico el yacimiento, sino reducir la dilución consiguiendo ello con un adecuado trabajo en perforación y voladura para conseguir el ancho de minado optimo para cumplir con los objetivos de la empresa, (0.40 ms.). Es importante la aplicación de la Geomecánica, para el diseño de la voladura y las aberturas permisibles, siendo el soporte definitivo el relleno hidráulico y como sostenimiento temporal la madera. Los rendimientos están en relación directa a la eficiencia de la voladura llegando a 2 TMS/h-g. Minas Arirahua S.A. develops its operations within the Bella Unión complex, involving the exploitation of streaks with dip between 80° and 85°. Exploration and development works are performed in 900 ms/month, exploitation produces 300 MT/day. The Mining Plant treats 450 MT/day with a head grade of 10.50 gr Au/MT. The enrichment zones are determined by several streaks, which have their own characteristics thus making of exploitation a very important challenge due to the uneven geometry and value distribution, and even more due to Geomechanics and its effects. Exploitation implies not only making the bed economical but also decreasing dilution, and this is achieved with proper drilling and blasting works to get the optimum mining width in order to reach the goals of the company (0.40 ms.) The use of Geomechanics is important for the design of blasting and permissible openings, thus hydraulic backfill being considered as the definitive support, and wood as the temporary support. Yield is in direct relation to the efficiency of blasting thus reaching 2 MT/h-g. Vargas, 1 de 11 clorita. Lo que lo hace menos competente para la voladura. carbonatos cuyo color característico es un verde oscuro de tipo máfico.s. a una altitud de 3. Chuquibamba . lo que realmente lo hace menos competentes para la voladura. Lo que lo hace menos competente para la voladura. Carretera asfaltada y Afirmada.0 UBICACION El yacimiento de Arirahua está políticamente ubicado en el paraje de Arirahua. Geográficamente se encuentra localizado en la cabecera de la quebrada Huichucuy.n.illita y como color característico un aspecto blanquecino lechoso. Arequipa es GEOLOGÍA DEL YACIMIENTO Las características físico-químicas del yacimiento de Arirahua. haciéndose menos resistentes que las rocas frescas . departamento de Arequipa. permiten clasificarlo como un depósito hidrotermal de metales preciosos. Desvío de Camaná – Chuquibamba 118 km. Regionalmente se han reconocido dos grandes fallas: la de Pampacolca que tiene un desplazamiento vertical bastante considerable y la falla de Acospampa que se observa dentro de los volcánicos Terciarios. carretera asfaltada. trocha carrozable. provincia de Condesuyos. Desvío Cotahuasi – desvío Salamanca 15 km.0 ACCESIBILIDAD El distrito minero es accesible desde la ciudad de Arequipa por una carretera asfaltada y afirmada. SILICIFICACION Es el aporte de Cuarzo coloidal ( fluidos).DISTRITO MINERO DE ARIRAHUA 1. en los tramos siguientes : • • • • • Arequipa al desvío de Camaná 92km. flanco oeste. que hacen que la roca sea mas competente para la voladura GEOLOGÍA ESTRUCTURAL Según el cuadrángulo de Chuquibamba las estructuras guardan estrecha relación con los movimientos tectónicos del ciclo andino. Carretera afirmada. Las coordenadas de Arirahua son: • Total Arequipa – Arirahua 275 El tiempo de viaje desde aproximadamente 7 horas.700 m. 2. Desvío Salamanca – Arirahua 15 km. Carretera afirmada.m. ambas fallas presentan un rumbo N 45ºW.desvío Cotahuasi 35 km. ARGILITIZACION 72º 56’ Longitud Oeste 15º 39’ Latitud Sur Es la alteración producida por las soluciones hidrotermales relacionadas a las plagioclasas dando como productos al caolin. Vargas. cericita . dentro del macizo occidental de la cordillera de los Andes. km. cubriéndose desde Arequipa 275 Km. ANÁLISIS POR ALTERACIONES EN ROCA Las rocas están sujetas a deterioro que por efecto del “intemperismo” y de las aguas “freáticas”. 2 de 11 . distrito de Yanaquihua. PROPILITIZACIÓN Es una alteración propia de las Andesitas. transformación de plagioclasas orblenda y piroxeno formando la epidota. CORTE Y RELLENO ASCENDENTE El inicio es a partir del subnivel base. Los equipos de perforación son maquinas Stoper con barrenos de 6 pies y diámetro de 38 mm. y otro sector en el lado Este. entre las cotas 3600 y 3175 m. Vetas N – S muy echadas hacia el Este. debido a la geometría del yacimiento como a su distribución de valores. con buzamientos de 70º a 80º S. se procede a la limpieza del mineral para luego preparar para el relleno hidráulico que es el sostenimiento definitivo. esta basada en la teoría de: Pearse Pearse Utilizando el concepto de la energía de detonación por unidad de Volumen obtuvo la siguiente ecuación B = KV X 10-3 X D X [ PD / RT ]0. uno en el lado Oeste. 3 de 11 .7 a 1. El minado de mineral cumple con: ser dinámico. siendo la primera de carácter tensional y la segunda de cizalla. distribuidas en 7 niveles. Concluido el corte. la perforación se hace verticalmente paralelo con le buzamiento. se realiza en cortes horizontales empleando sostenimiento temporal con madera. económico y a la vez tener una alta recuperación que permita reducir costos. Burden x Espaciamiento. PERFORACION Y VOLADURA Como el avance de la explotación es por rebanadas horizontales. En la voladura se emplea dinamitas semigelatina con potencia relativa de 65% y Pulverulentas de 65%.0) D = Diámetro del Barreno ( mm ) PD = Presión de detonación( KG\CM2 ) RT = Resistencia MINADO DE VETAS ANGOSTAS METODO DE EXPLOTACIÓN Vargas.El laboreo en netamente convencional. dejando puentes de 3 ms. en un área de 600 x 800 m. respectivamente.con buzamientos de 30º a 60º E. con una ley promedio de 10.m.. de rumbo N–S. Pequeños cuerpos mineralizados tipos Stock Work. Fallas que desplazan a las vetas. el mas amplio. seguro. Vetas de rumbos E – W. donde se conocen las vetas María y Elena. Dentro de este sistema de vetas se encuentran dos sectores de vetas. Localmente las estructuras mineralizadas que se presentan se pueden agrupar en dos sistemas importantes.n. respecto a la galería.5 Donde: B = Piedra Máxima (m) KV = Constante que depende de las características de las rocas (0.50 gr Au/TM. las de rumbo E – W y N 45º E con un buzamiento mayor de 75 º S y 75º SE. MALLA DE PERFORACIÓN La determinación de la geometría. aquí se encuentra un grupo de 14 vetas paralelas que. de Norte a Sur tienen los siguientes nombres: Veta Laurita Veta Barbarita Veta Carmen Veta Promesa Veta Nazareno Veta Intermedia Veta Cristel Veta Superior Veta Camila Veta Rica Veta Lucia Veta Natividad Veta Santa Bárbara Veta Ania Los aspectos Geoestructurales precondicionan los resultados de la voladura por lo que se tiene en cuenta la configuración de la malla de voladura o iniciación DESCRIPCION DE OPERACIONES La producción de mineral es de 300 TMS/día.s.En un stock de andesita hipabisal se encuentran las siguientes estructuras: • • • • • Diques ácidos de rumbo E – W. 000 1 . puede ser cortadas con cortaplumas.48 1.13 / min)golpes de R3 (250 – 500 ) Dura Martillo KG/CM2 Blanda Solo cortes superficiales o rayadura con corta R2 5 –25 pluma.40 1. sonido Dura metálico Roca competente 1 .65 1.250 media 400 intacta. 600 0.3 Ft / min) 50 – 10 0 Con la muestra sostenida en la mano este se RocaR4 poco Dura ( 500-1000) rompe bajo un simple golpe de martillo competente KG / CM2 100 200 0.25 – 1 pulgar. Vargas. 400 0.72 (100)Requiere ( 140) Mpa golpes (0. Se fragmenta con un simple golpe de la punta R1 Muy Blanda 1–5 del martillo.95 25 – 50 Moderadamente superficiales conFtfirmes ( 10) Abolladuras ( 20) Mpa (2.20 (40) ( 60) Mpa (1.CLASIFICACION GENERALIZADA DE ROCAS PARA VOLADURA Tenaces granito – gabro aplita sienita – monzonita diorita – granodiorita basalto – dolirita norita caliza silificada cuarcita – chert hematita silicea – hornfeld minerales de hierro densos Intermedias riolita andesita dacita tranquita fonolita obsidiana ( vidrio volcanico) toba y brecha volcanica arenisca cementada pizarra metemorfica caliza – dolomita marmol – Friables rocas alteradas serpentina yeso – anhidrita pizarra – filita lutita.24 0.arcilla compacta conglomerado y brecha no cementada carbon – andracita marga andracita marga CRITERIOS PARA ESTIMAR LA COMPETENCIA DEL MINERAL ESTIMACION EN TERRENO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Resistencia Ensayos Velocidad De Perforacion M // Min a Clases Termino Estimación La Geomecánicos A La Resistencia al Terreno Tipo De Roca H . .17 Boomer Compresión Compresión Uniaxial Jackless Simba H-127 / Cm2 ElKgr espécimen de roca solo se rompe bajo Extremadamente > 250 R6 repetidos golpes firmes de martillo. 4 de 11 Puede ser marcada con la uña deñ dedo R0 Extremadamente 0.78 Ft / de min) algunos firmes martillo RocaR5 de Competencia Muy Dura geológicos para romper un espécimen de roca 100 . CASO 1 : TAJEO NIVEL VETA 3550 3500 3500 3500 CARMEN ELENA ELENA ELENA 625 300 360 420 Para Otros Esfuerzos Se Considera La Siguiente Escala De Valores: • • • Flexión o Doblado : 1/10 del coeficiente de compresión Corte o Cizalla : 1/15 del coeficiente de compresión Tensión o Tracción : 1/30 del coeficiente de compresión Las formulas requeridas para calcular el espaciamiento de los taladros son: Por: R.6 Donde: Pb = Presion del taladro en PSI.38 B (M) : 0. D = Velocidad de Detonacion del explosivo en Pies/Seg.25 275 8.33 671.20 INDICES DE PRODUCTIVIDAD EN TAJEOS Tareas Tar / Tm 2003 Ene.69 x 10-3 ρ D2 ( rc \ rh )2. 0. Inc ) • • • Para taladros completamente llenados (por ejemplo 100% acoplados): Pb = 1.342 B (M) : 0.503 Vargas. rc = Radio de la carga explosiva en pulgadas. Feb.29 500 17 1704.2 750 25 612. ρ = Gravedad especifica del explosivo. rh = Radio del taladro en pulgadas.6 Para una columna de carga taponeada y desacoplada: Pb = 1. DINAMITA SEMIGEL 65% Nro DE CARTUCHOS Vp ( FT / MIN) RC ( KG /CM2 ) RT ( KG /CM2 ) Pb( KG /CM2 ) 5 2. C = Porcentaje del total de la columna cargada expresada en decimales.601 B (M) : 0.54 0. FRANK CHIAPPETTA ( Blasting Analysis International.69 x 10-3 ρ D2 ( rc \ rh C1/2)2.69 x 10-3 ρ D2 Para una columna de carga desacoplada: Pb = 1.20 CASO 3 : TAJEO 500 550 NIVEL 3250 3250 VETA NATIVIDAD NATIVIDAD DINAMITA Nro DE CARTUCHOS Vp ( FT / MIN) RC ( KG /CM2 ) RT ( KG /CM2 ) Pb( KG /CM2 ) SEMIGEL 65% 6 3.59 0. 5 de 11 .25 CASO 2 : TAJEO 410 390 430 NIVEL 3200 3175 3175 VETA SPLITNATIVIDAD SPLIT NATIVIDAD SPLIT NATIVIDAD DINAMITA Nro DE CARTUCHOS Vp ( FT / MIN) RC ( KG /CM2 ) RT ( KG /CM2 ) Pb( KG /CM2 ) SEMIGEL 65% 6 1. 24 1.3 1312.P / Bca P.5 FEB 18% 18.4 1.40 350 1400 0.47 0.22 1.85 1.035 1.6 A A’ B’ B’ B B Garvesa TAJO 430 Nv.8 0.619 0.5 0 2003 1.5 A A’B B’ TAJO 420 Nv 3500 1. Argilica Moderada Fracturamiento Moderado Diaclasamiento 2 sistemas Roca de caja Andesita-Diorita Vargas.29 1.58 Minalva 0. Argilica Moderada Fracturamiento Debil a Moderado Diaclasamiento 2 sistemas 18% 1.49 2003 ENE 0.42 INDICES DE PRODUCTIVIDAD EN TAJEOS 1.22 1.P / Bc 1.47 0.26 1.04 FEB 1.4 0.09 Alteración-Propilitica.69 0.874 0.49 Ancho Minado 0 2 1.2 1.2 0 2003 Ene Feb TAJO 625 Nv 3550 BC-065 B-080 BC-100 Roca de caja Andesita Alteración-Propilitica.870 1.874 0.40 350 1400 0.01 1 Etrackmin 0. 6 de 11 . 3175 0.008 605.115 0.26 1.5 1 0.79% 1.49 0.29 ENE 1.85 1.26 Densidad Carga 1 SobreRotura 0.022 0. Argilica Moderada Fuerte DensidadCarga 0.Dinamitas Kg – D / Tm Accesorios De Voladura $ / Tm Accesorios De Perforacion $ / Tm Bcas / Tm Bc / Tm P.09 Roca de caja Andesita-Diorita Alteración-Propilitica. Cuanto mayor sea el valor del modulo de Young será mayor la dificultad para romperse llegando muchas veces a absorber la energía entregada por el explosivo y retornar a su estado inicial (rocas elásticas) RATIO DE POISSON Es el radio de contracción transversal a expansión longitudinal de una material sometido a esfuerzos de tensión . RESISTENCIA A LA TRACCION PROPIEDADES VOLUMÉTRICAS Define la fuerza o carga por unidad de superficie bajo la cual una roca fallara por tracción. 7 de 11 . Es la velocidad por unidad de tiempo de las ondas sísmicas (Ondas P. L) asociadas al evento de detonación. PROPIEDADES ELÁSTICAS DE LA ROCA MODULO DE ELASTICIDAD (YOUNG) Es una medida de la resistencia elástica o de la habilidad de una roca para resistir la deformación.Técnicamente por dureza se entiende a la resistencia al corte y penetración que presenta las rocas a la perforación. TECNOLOGÍA DE INICIACIÓN A partir de una iniciación convencional con el producto Carmex optamos por optimizarla e introducir los MICRO-RETARDOS en tajeos de Explotación y Frentes en desarrollo lo que habré la posibilidad de una simulación previa de resultados de voladura con los siguientes tiempos de retardos. Al aumentar la compacidad hacia 1 .- PROPIEDADES GEOFÍSICAS Característica importante y resolutiva de las rocas y minerales inherentes a su propia estructura molecular definida como la relación entre la masa del material y su volumen. La Porosidad es la relación del volumen total de los espacios existentes en una roca a su volumen aparente. que es el valor limite la porosidad tendera a cero.VELOCIDAD SISMICA. S. La compacidad es la relación de la Densidad aparente a la Densidad real su valor se aproximará mas a la unidad cuanto mas densa sea la roca. definirá la velocidad sísmica y de transmisión de energía. DUREZA Y TENACIDAD. R. COMPACIDAD Y POROSIDAD. Usualmente cuanto mayor sea la velocidad de la roca. DENSIDAD O PESO ESPECIFICO. VELOCIDAD DE ONDA LONGITUDINAL.PROPIEDADES MECÁNICAS RESISTENCIA A LA COMPRESION Define la fuerza o carga por unidad de superficie bajo la cual una roca fallara por cizalla. se requerirá explosivo de mayor velocidad de detonación. Es la velocidad a la cual una roca transmitirá las ondas de compresión. Vargas. cuanto mayor sea el radio de Poisson será mayor la propensión a rotura. y espaciamiento de 0.20 m. follow string) distribución de la energía disponible. diseño de tipo de explosivo (carga). import strings and polygons cut/copy/paste strings and labels import holes from text file edit hole properties cut/copy/paste holes and attached data Load mode (Material Loading) CREACIÓN DEl MODELO load multiple decks of materials load by length. por lo que se procedió drill al análisis single holespropuesto and patterns por Pearse. staggered. DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA (MALLA DISEÑADA) Taladros de Arranque Taladro de 0.20 y espaciamiento de 0. Lo que muestra ligeramente inadecuada (square. Con Burden de 0. mass. Una de estas herramientas es el Software 2D Bench (Simulación para configuración de iso-valores de tiempos de Micro retardos. las consecuencias y beneficios de introducir cambios en los parámetros de diseño usados en una voladura sin dejar de lado los índices de los equipos de operación que participan. Nº DE TIEMPO DE SERIE RETARDO 1 40 Milisegundo 2 80 Milisegundo 3 120 Milisegundo 4 160 Milisegundo 5 200 Milisegundo 6 250 Milisegundo 7 300 Milisegundo 8 400 Milisegundo 9 500 Milisegundo 10 600 Milisegundo 11 800 Milisegundo 12 1000 Milisegundo 13 1400 Milisegundo 14 1800 Milisegundo 15 2400 Milisegundo Con los parámetros de diseño propuesto por Pearse que son aproximaciones de diseño efectuamos un levantamiento primario y su respectivo análisis y optimización que comprenderá. air-deck.SIMULACIÓN: Un elemento dentro de un proceso de evaluación de las operaciones de perforación y voladura es poder predecir a través de ciertas herramientas. water. depth from collar or percentage of hole length Burden 0. ya que la distribución de la energía desarrollada porholeelproperties explosivo depende and pattern parameters de la geometría de este al interior del macizo.20 m. 8 de 11 . la creación de malla.038 m de diámetro Area mode (Line/Polygon Creation) draw and edit strings and polygons set string and text labels on the design Taladros de Producción La distribución Drill de mode los explosivos dentro del macizo rocoso afecta el grado de fragmentación (Hole Creation) esperado. polygon.20 m. asistido por el 2D Bench. etc) Vargas. user-definable materials stored in Stocks database explosives and non-explosives (stemming. properties stored with design modify properties at any time EFICIENCIA DE LIMPIEZA Y ACARREO: Detonation simulation Los resultados de una buena voladura se verán reflejados en máximos rendimientos de la Pala. Comprende un análisis minucioso de las ALTERACIONES de Argilitización .g. Garra y Acarreo. 9 de 11 . quantity. silicificacion .lo que lo hace al Medio Rocoso sea mas Competente o Menos Competente para la voladura Down Hole Delays mode Análisis de (Downhole Delay Sequencing) Tecnología Micro insert detonators.20 m y Espaciamiento de 0. lo que muestra una distribución de energía adecuada desarrollada.15 m. propilitizacion . mass. primers and connectors Retardos insert at distance from toe or collar ANÁLISIS TÉCNICO DE FRAGMENTACIÒN: de la los Lo que verdaderamente va Distribución ha evaluar energía desarrollada resultados de voladura pàra loanalizada cual decidimos utilizar el software Split Desktop que permite mediante una red a partir de una captura en cámara digital determinar LA CURVA DE GRANULÒMETRIA y por supuesto los Analysis tools histogramas correspondientes.modify material properties at any time deck properties stored with design OPTIMIZACIÓN DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA (MALLA OPTIMIZADA) Del análisis propuesto se determino un Burden 0. display contours of first detonation times for holes display chart of maximum instantaneous charge with calculation of PPV and airblast burden relief analysis calculate 3D and 4D energy distributions model near field PPV attenuation using the Holmberg-Persson approach calculate totals for design components: count. spreadsheet) copy results to external application or save to file Vargas. define scatter (standard deviation) for timing analysis user-definable items stored in Stocks database Iso Tiempos en MS. cost copy design data to external application (e. Distribución de la Energía Malla Optimizada Espaciamiento Burden Configuración de Iso Valores de Tiempos Delays mode (Delay Sequencing) Define detonators and connector Define scatter (standard deviation) for timing analysis Connect any two holes or a line of holes Inter-hole inter-row. uni-and bidirectional User-definable items stored in stocks database Modify properties at any time Properties stored with design Análisis de Tecnología Micro Retardos Iso Tiempos en MS. Vargas. 10 de 11 . Ing Arturo Felix VARGAS GUILLÉN (Encargado Dpto. Control de Perdidas) Ing Hugo Vidal HERRERA SOLÌS (Supervisor de Mina ) Vargas.Atentamente. 11 de 11 .