Trabajo de Taladros Radiales y y Taladros Paralelos, De Sobrecabeza y de Banco

PERFORACIÓN CON TALADROS RADIALES Y PARALELOS

PERFORACIÓN CON TALADROS RADIALES Y PARALELOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA DE MINAS

“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

CURSO DE VOLADURA DE ROCAS PERFORACIÓN CON TALADROS RADIALES Y PARALELOS Profesor del curso: Ing. GRIMALDO SAAVEDRA FRIAS. Responsable: GUZMÁN COVEÑAS KORAIMA JAZMIN JIMENEZ REYES LEONIDAS VALGA SILUPU JEMINA ELIZABETH YAHUANA BERRÚ ERLY SANTOS

Minería Subterránea

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PERFORACIÓN CON TALADROS RADIALES Y PARALELOS

PIURA - 2015

Minería Subterránea

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INTRODUCCIÓN

La perforación de roca es un procedimiento fundamental para arrancar mineral en la minería subterránea. La perforación tiene una gama de aplicaciones grande y variable, por eso hoy se tiene distintos dispositivos diseñados para tratar con distintas maneras de perforar roca. Es por ello que existen diversos métodos de perforación, en este caso hablaremos de la perforación de taladros largos, los cuales pueden ser paralelos o radiales. En los cuales debemos tener en cuenta la estructura geológica y diseños de taladros largos, siguiendo los parámetros geológicos, geomecánico y operativo, para optimizar la perforación y voladura de taladros largos, cuyo propósito es de obtener mineral de calidad en ley y granulometría.

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METODO DE TALADROS EN PARALELO Es ventajoso emplear este sistema en yacimientos verticales de buena potencia, las operaciones de perforación en subniveles, se realiza exclusivamente por medio de taladros largos en paralelo usando berras de extensión para lograr una profundidad apropiada. Una vez abierta la rosa frontal del nivel inferior para empezar el arranque se comienza la perforación del subnivel más bajo antes de perforar los taladros largos paralelos se ensancha el subnivel a toda el ancho minable; luego se inicia con la perforación en forma descendente. La voladura se comienza por abajo y se realiza en orden ascendente o lateralmente con salida a una cara libre; la distancia entre los subniveles puede variar hasta 60 metros, dependiendo de la desviación de los taladros.

1. PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE TALADROS LARGOS Objetivo: Preparar las secciones transversales con información geológica y diseños de taladros largos, siguiendo los parámetros geológicos, geomecánico y operativo, para optimizar la perforación y voladura de taladros largos, cuyo propósito es de obtener mineral de calidad en ley y granulometría. Alcance: Ubicar medir y correlacionar ancho y buzamiento de veta en planta y secciones transversales de los subniveles involucrados, para la explotación mediante este método. Establecer parámetros de diseño de perforación de taladros largos u reducir la posibilidad de sobre- quebradura (dilución) Referencias: Mensura topográfica-mapeo geológico –geomecánico. VOLADURA DE ROCAS

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PROCEDIMIENTO

DISEÑO TALADROS LARGOS PARALELOS  Se delimita el tajo a perforar.  Se modela la topografía y veta del tajo seleccionado en el software Data Mine.

 Cada sección contempla una longitud e inclinación determinada, por cada taladro diseñado.

 Se revisan las secciones diseñadas y se autoriza su marcado en campo.  El diseño mantiene un ratio de 4.89 Ton/m. perforado en campo. Se toman en cuenta los siguientes aspectos

a) Condiciones de trabajo La mina debe estar completamente saneada, lavada y bajo los estándares operativos establecidos (principalmente la sección de galería de 3.0 m de ancho por 3.50 de alto, con implementación en todos los servicios).si las dimensiones de la galería no responden al posicionamiento del equipo, entonces la sección debe ser ampliada a requerimiento. Es importante que la excavación se ejecute manteniendo el piso de la veta al “hombro “de la galería, dejando una distancia horizontal de 0.3 m hacia la pared, para maniobras de la viga de la perforadora. b) Elaboración de las secciones transversales Preparar el plano composito del bloque a perforar, considerando el nivel superior e inferior con se mapeo geológico y geomecánico .sobre este plano e generara la sección longitudinal del bloque. En función de la generación de la cara libre, se generan la secciones transversales aplicando los parámetros de cálculo (burden y espaciamiento).para posteriormente ser replanteado en el terreno

c) Marcado de línea de referencia y levantamiento de secciones transversales VOLADURA DE ROCAS

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Con los datos de referencia de las secciones de diseño en planta se precede a marcar las filas considerando la rasante de perforación a 1.3 m del piso actual.se realiza el levantamiento de la sección transversal del perfil sobre la referencia marcada, deteniendo además la intersección de la transversal con la salbanda de la veta. d) Preparación de planos de perforación Dibujar los perfiles transversales con los detalles de la galería salbandas de la veta; sobre los perfiles transversales, se procederá a diseñar los taladros largos, aplicando los parámetros de cálculo de la malla de perforación y voladura, en función de la potencia en inclinación de la veta. Cada perfil deberá llevar la siguiente información pertinente: denominación del bloque, buzamiento, inclinación, longitud de taladro, numero de barras, diámetro de perforación e) Marcado de puntos de perforación Con lo plano elaborado, se ubicara y marcara la posición inicial de perforación de los taladros



Instalar la línea de referencia (pita)transversal ,considerando una altura de 1.30 m del piso (raptor)



Teniendo como referencia la sabana techo de la veta, ubicar los bigotes con la distancia de diseño de los taladro de la línea de referencia



Proyectar verticalmente lo bigotes hacia el techo de la galería y marcar con un punto ,que será el inicio de la perforación del taladro

f) Fórmula para el cálculo de burden y espaciamiento

Burden (B)

√ 2

B=0.1584 × D× (Vd)2 ×(

de ) dr

de= Densidad de explosivo VOLADURA DE ROCAS

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dr=Densidad de roca Vd=Velocidad de detonación del anfo D=Diámetro de broca

Espaciamiento (S)

S=1.25 × B

2.

ETAPA DE DISEÑO

 Se tiene un diseño de preparación y desarrollos dedicados a incrementar en lo mayor posible los ratios de productividad de cada equipo involucrado en el proceso de preparación y explotación del tajo mismo

 Infraestructura Básica Aplicada para el diseño de los taladros largos.  Rampas operativas.  Sistemas de echaderos Mineral/Desmonte (Rb o Chimeneas)  Cámaras de Carguío.  Sistema Drenaje de tajos y nivel principal.  Accesos Superpuestos (100% positivos)  Subniveles Con gradiente.

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3. PERFORACIÓN

 La perforación se realiza con equipos Simba S7D, paralelo al buzamiento de la veta, de acuerdo a la malla de perforación marcada, solo se perforan taladros en negativo (-), el control va desde la medición de la presión de avance y rotación del perforador COP 1238.  El costo por metro perforado actualmente es de 13.42 $/m. a su vez el costo por voladura es de 0.31 $/Tm. La malla de perforación obedece a un patrón calculado mediante la ecuación de Conminución, y medido mediante un estudio de sismógrafos. Arrojando como valor un espaciamiento óptimo de 1.50 metros y un burden de 0.60 metros, para vetas con anchos de 2 a más metros.  En cuanto a vetas demasiadamente angostas como de 0.60 a 1.20 metros se tiene un espaciamiento óptimo de 1.20 metros y un burden de hasta 0.40 metros, contemplando en ambos casos el taladro de pre corte en la caja techo.

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METODOS DE TALADROS RADIALES Es un método aplicable en explotación de vetas amplias y cuerpos de mineral. Se realiza con taladros largos que parten del eje de una galería, dispuestos en forma radial o de abanico en un plano perpendicular al eje. Varios planos paralelos de taladros radiales se distribuyen en el eje. Normalmente, a la igual distancia entre sí, planos que puede dispararse uno por uno o varios por vez con retardos espaciados. Este método es aplicado en cuerpos diseminados, la perforación de taladros son de longitudes variables superiores a los 15 metros dependiendo de las dimensiones del block mineralizado. La altura entre subniveles de perforación es de 30 m, a partir de estos subniveles se realizan perforaciones de taladros ascendentes y descendentes en abanicos para lo cual se utilizan diámetros de broca de 64 mm. Con la finalidad de minimizar la desviación de los taladros.

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1. CARACTERISTICAS



Se perforan taladros en abanicos positivos y negativos, cuyas longitudes se adaptan al contorno de la mineralización.



Se construye un slot para ser usado de cara libre para los taladros en abanico.



Para el control de las cajas se aplica voladura controlada en los taladros adyacentes a las cajas, siendo los taladros preferentemente paralelos al plano entre las cajas y el cuerpo.

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

El diseño de malla se realiza a partir del factor de carga, diámetro del taladro, longitud de perforación, potencia del cuerpo y el tipo de explosivo a usar.



Los diámetros de las brocas para este método varían entre 51 a 64mm (2 a 2½”).



El burden entre filas de perforación oscila entre 1.2 a 1.8m.



El emboquillamiento, orientación y la desviación de los taladros son condiciones operativas a controlar para obtener buenos resultados.

En taladros largos específicamente en sus métodos de explotación como Taladros radiales se debe tener en cuenta: a) Problemas en la voladura

 Dilución del mineral.  Desprendimiento del relleno cementado.  Rotura de panel siguiente.  Alto factor de voladura.  Condiciones inseguras

b) Causas de las desviaciones en taladros radiales

       

Errores en la embocadura Mal alineamiento de la viga Exceso de rotación Exceso de avance Exceso de energía del martillo Bushings y pernos desgastados Guías desgastadas Perforista VOLADURA DE ROCAS

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Orientación del taladro Forma de la broca Forma de los insertos Diámetro del barreno Geología

2. APLICACIÓN DEL METODO DE SUBNIVELES CON TALADROS RADIALES El sistema es aplicable en yacimientos subverticales (buzamiento de 70° a 90°) o cajas o hastiales con buenas características geomecánica. Una vez extraído el mineral quedan cámaras abiertas de grandes dimensiones, similares a las de los métodos VCR y LHB La perforación en forma radial, se realiza desde la galería de preparación de los subniveles, se perforan taladros ascendentes, descendentes o hacia ambos lados, cuyas longitudes se adaptan al contorno de la mineralización. Para disminuir los costos de preparación, se diseñan taladros de gran longitud. Al igual que el método del LHB, inicialmente se construye una chimenea para crear una cara libre y posteriormente se disparan los taladros próximos, para abrir la cara libre a todo el ancho del tajeo, posteriormente se disparan las filas de los taladros de producción. Se aplican voladuras controladas en los límites de los Tajeos para reducir los riesgos de accidentes de rocas. Para un mejor control de la perforación, se elaboran planos de perforación indicando inclinación y longitud de taladro, cualquier observación del perforista, por ejemplo en desmonte, atascamiento de la broca, etc. Debe anotarse en el plano de perforación, indicando el número de taladro correspondiente. Los diámetros de las brocas para este método varían entre 51 a 64 mm (2 a 2 ½”). El burden entre filas de perforación oscila entre 1.2 y 1.8 m. el emboquillamiento, orientación y la desviación de los taladros, son algunas de las condiciones para obtener buenos resultados. El diseño de la malla de perforación se realiza a partir del factor de carga, que están en función de la roca, diámetro de taladro, longitud de perforación, anchura de voladura y tipo de explosivo a usar.

3. PARAMETROS DE LA PERFORACION RADIAL

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PARAMETROS 1) Malla positiva (m)

SIMBA H -1254 2x2

RAPTOR DH 2x2

Ø de broca (mm)

64 (2.5”)

64 (2.5”)

Longitud vertical

17.5

17.5

2) Malla negativa (m)

2.20 x 2.20

2.20 x 2.20

Ø de broca (mm)

76 (3”)

76 (3”)

Longitud vertical

10.5

10.5

26

24

11,600

9,500

4.41

4.6

0.52

0.54

taladro

taladro 3) Eficiencia: (mts / hr) (mts/mes ) 4) Costo:

( $ / mts)

( $ / tm )

4. DISTRIBUCIÓN DE CARGA

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5. SECUENCIA DE SALIDA

6. VENTAJAS Entre las características que presentan ventaja en el proceso de trabajo, en el Taladro Radial se tienen:

     

Operación rápida. Combinación entre el movimiento principal o de corte y el movimiento de avance. Precisión y acabado superficial mejorados en comparación con fundición/forja. Posibilidad de realizar agujeros de diferentes diámetros. Diferentes materiales (limitación en materiales muy duros). Avance del husillo en modo automático.

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7. CONCLUSIONES

 Con la finalidad de hacer que la voladura sea eficiente y cause el mínimo de efectos perjudícales (vibraciones, sobre fragmentación, sobre rotura, proyección, etc.), previamente se estudia y planifica la voladura, con la finalidad de efectuarla bajo las condiciones más favorables posibles, es decir una malla apropiada concordante con la longitud y diámetro de los taladros, la cantidad y distribución del explosivo a colocarse dentro de los taladros al igual que la secuencia de salida de retardos.  Esta aplicación de voladuras controladas en estos métodos de explotación permiten mayor seguridad en las operaciones para lo cual recomendamos tener en cuenta lo siguiente: -Buen estudio entre burden y espaciamiento de taladros de contorno -Perforación paralela -Carga explosiva -Carga explosiva mínima necesaria para producir el corte -Disparo simultaneo de los taladros de control

 La elección adecuada de los explosivos s a utilizar permitirá obtener menores costos de operación.

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8. BIBLIOGRAFIA

 Actualizado de taladro largos de Jaime Salazar L.  BOTIN,J. A.: "Método VCR y de Barrenos Largos en Mine- ría». I Seminario de Ingeniería de Arranque con Explosivos en Proyectos Subterráneos. Fundación Gómez Pardo, 1986.  BRYCER. C.: "Blast Hole Stoping and Filling in Weak Ground». CIM. Meeting, 1985.  LOPEZ JIMENO. Manual de perforación y voladura de rocas  Manual de EXSA: Taladros Largos en Minería Subterránea – Boletín N° 21.

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