taladro en mina
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NARROW VEIN BLASTHOLE STOPING
APLICADO EN LA CIA.MINERA GLENCORE
UNIDAD YAULIYACU.
Fidel Yalle C.
Ing. Planeamiento Senior
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Setiembre, 2006
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INDICE
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1. RESUMEN EJECUTIVO
Como el caso de Minera Yauliyacu en diferentes
partes del Per hay minas en que es imperativo un
incremento de la productividad en las vetas
angostas, a bajo costo lo cual no es fcil obtenerlo
por sistemas convencionales. El explotar las vetas
angostas con taladros largos es una alternativa de
trabajo que puede revertir esta situacin.
Una de las circunstancias relevantes por el que
Minera Yauliyacu implementa el mtodo de minado
Narrow Vein Blast Hole Stoping, es la produccin y
reservas:
Las reservas en cuerpos se redujeron
significativamente e incrementndose las reservas
en vetas del ao 2004 con respecto al 2005, sin
embargo deba de mantenerse la produccin en
103,000 tn/mes. Sin subir significativamente los
costos operativos, es por ello la Gerencia resuelve
implementar el mtodo Narrow Vein Blast Hole
Stoping, logrndose obtener estndares aceptables
el cual se encuentra en proceso de mejora. Durante
el ao 2005 se obtuvo una produccin de 160,400
TM (Ver Apndice 1)
2. UBICACION GEOGRAFICA
La Mina Yauliyacu se ubica en el distrito de Chicla,
provincia de Huarochiri, departamento de Lima.
Geogrficamente se localiza en la zona central,
flanco Oeste de la cordillera Occidental de los
Andes, entre las coordenadas 1130Latitud Sur y
7610de Longitud Oeste, a una altura promedio
4250 msnm.
Fig. 1 Plano de ubicacin de la Minera Yauliyacu
3. GEOLOGIA
Mineraloga y tipo de alteracin
La mina Yauliyacu es productora de Zinc, Ploma,
Plata y cantidades menores de Cobre.
La mineraloga es constituida por Esfalerita,
Galena, Tetrahedrita y Calcopirita como minerales
de mena de mayor abundancia; los minerales de
ganga estn representados principalmente por
Pirita, Calcita y Cuarzo.
La alteracin hidrotermal de las rocas encajonadas
es silicificacin, piritizacin, sericitacin en zonas
aledaas a las vetas y propilitizacin a ciertas
distancias de ellas.
Fig.2 Secc. Longitudinal Geologa de Yauliyacu
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4. GEOMECANICA
Parmetros Geomecnicos para la Explotacin
de Vetas Angostas
Estos clculos parten de la determinacin del RMR
bsico tanto de las cajas como del mineral el cual
debe fluctuar entre 50 - 55, dado que al ser
castigado por la orientacin de las fracturas este
valor se ver afectado.
Metodologa de la evaluacin
Consideraciones Geomecnicas para la aplicacin
de Taladros Largos en Vetas Angostas.
Dentro de las Consideraciones tomados en cuenta
son:
Se debe tener un RMR corregido para las cajas
mayor o igual a 50 principalmente en la Caja
Techo; en el caso de Vetas un RMR corregido
mayor a 45.
Las rocas presentan una resistencia a la
compresin uniaxial superiores a los 100 Mpa y
un RQD que flucta entre 50 a 75%.
Las juntas presentan un espaciamiento regular
y una apertura mnima (0.1 1 mm), con ligera
alteracin en los planos de fractura, de igual
manera el agua no afecta demasiado al terreno.
Todas estas consideraciones hacen que el
RMR bsico supere ampliamente el valor de
55, el mismo que al ser castigado por la
direccin del fracturamiento sub. paralelo al eje
de labor decrece en valor.
Se manejan en promedio alturas de 50 metros
de abertura de nivel a nivel, considerando que
se debe dejar puentes de un espesor mnimo
de 5 mts, los que ayudaran a redistribuir los
esfuerzos y ayudar a la estabilidad de la labor,
estos alcances se pueden obtener del
programa Phases2 y del CPillar para el caso de
los pilares; los factores de seguridad que se
obtengan siempre debern ser superiores a 1,
para evitar la presencia de zonas de tensin.
Otra consideracin a tener en cuenta es el
Radio Hidrulico que se obtiene, para nuestrocaso se tienen valores de 12 14, para poder
trabajar en zonas de transicin sin
sostenimiento, vale decir que estos valores
indican que a la larga el Tajo deber ser
rellenado para contener las cajas.
De acuerdo a los valores obtenidos del Radio
Hidrulico para una altura total abierta de 50
mts, nos va permitir trabajar en una longitud
que puede variar de 50 a 60 mts.
El By Pass que se va preparar debe prepararse
mnimo a 10 mts de la galera de preparacin,
para evitar que se vea afectado por la influencia
de los esfuerzos, de preferencia estos debern
ser construidos en la Caja Piso.
Para el caso de los Draw points que se
construyan de igual manera deben tener una
longitud de 10 mts; todos estos factores harnque se logren factores de seguridad superiores
a 1.5 en los pilares.
Se adjunta plano producto de las
consideraciones antes descritas.
Fig.3 Plano Geomecnico
Sostenimiento
Independientemente del sostenimiento que se
coloca en el desarrollo de las labores de
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preparacin es importante que en los Sub. Niveles
de perforacin se coloque, pernos split de 7 a lo
largo de las paredes de la labor en forma
sistemtica, especialmente si las cajas presentan
planos, fallas, e incluso debe ir con malla sipresenta fracturas. El efecto es que despus de la
voladura este sostenimiento trabaja como pilar a lo
largo de todo el nivel de perforacin evitando la
dilucin por desprendimiento de las cajas.
5. INGENIERIA Y DISEO
Es importante que la labor propuesta, debe reunir
ciertas condiciones: Geolgicas, Geomecnicas y
de Ingeniera para considerar aplicable este mtodo
de minado. Tomando entre otros las
consideraciones expuestas en el siguiente cuadro.
Tabla-1 Consideraciones en la Evaluacin Tajos
La implementacin de Long hole drilling vetas
angostas experimentalmente se inicio con
longitudes de nivel de 13 y 15 mts. Los que tuvieron
fuertes problemas de desviacin actualmente la
longitud entre niveles de perforacin no es mayor a
11 mts. El buzamiento de nuestras vetas tienen unpromedio de 75 una inclinacin favorable en el
desplazamiento del material dentro del tajo. Existe
una regular continuidad en la mineralizacin lo cual
hace factible la aplicacin de este sistema. En
algunos tramos existen planos de falla y esta
regularmente fracturado por lo que en la etapa depreparacin se les identifica de tal forma que esos
tramos quedan como pilares . La potencia minable
para la aplicacin de este mtodo es de 1.5 mts a
3.0 mts. La seccin de los niveles de perforacin
tanto para el desplazamiento del scooptram de
limpieza como del equipo de perforacin es de 2.5
mt x2.5 mt. Los slot raise utilizado como cara libre
son preparados con taladros largos a una seccin
de 2.0 mt x 2.0 mt aplicando el burn cut hole para
su ejecucin. Estas chimeneas estn ubicadas a
los extremos del tajo de tal forma que la explotacin
se hace en retirada y en rebanadas verticales
Fig.3 Secc. Longitudinal Planta de la Preparacin
Para el diseo de la malla de perforacin se toma
en cuenta: La competencia de las rocas encajonan
tes, presencia de los aspectos estructurales mas
importantes como: geodas, fallas, planos
topografa actualizada y el equipo de perforacin
disponible
Es importante el levantamiento topogrfico de los
tajos explotados y de los taladros perforados, los
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que nos permite cuantificar la dilucin y la
desviacin respectivamente.
Para el diseo de las secciones de perforacin se
toma en cuenta: Levantamiento topogrfico
actualizado, la ubicacin de la veta y la estructuradel equipo disponible.
Fig.4 Posicin del Equipo para la Perforacin
6. SELECCIN DEL EQUIPO Y ACCESORIOS
No es suficiente que sea una maquina que perfore
taladros largos, para lograr precisin en la
perforacin por lo que el equipo y accesorios debe
reunir las siguientes condiciones:
6.1. Equipo
Fig.5 Vista Longitudinal del Mini-Jumbo
Sus dimensiones y estructura le permiten
trasladarse y perforar en secciones reducidas de:
3.0mt x 3.0mt y/o 2.5mt x 2.5mt, se puede
desmontar y llegado el caso pueda ser izado poruna chimenea con seccin de 2.0mtx2.0mt.
Cuenta con una corredera con un desplazamiento
efectivo de 1.5mt para desplazar los
componentes de perforacin y se pueda perforar
por lo menos 2 taladros paralelos de una sola
posicin toda vez que el espaciamiento de la
malla lo permita, un elemento importante es que
cuenta con 2 estinger hidrulicos que permiten
fijar al equipo una vez posicionado al techo y piso
de la labor reduciendo la desviacin por efecto de
esfuerzos en la perforacin
La seleccin del varillaje de perforacin esta dado
bsicamente por la calidad de roca en el caso
que presente fracturas, geodas que puedan
afectar la desviacin del taladro es preferible un
varillaje mas rgido como la T-38 y brocas de
2.5, si el terreno es homogneo es referible
barras R-32 con brocas de 2 obtenindose la
ventaja de un mayor control en la cantidad de
explosivo.
7. CICLO DE MINADO
La optimizacin de los recursos humanos y el mejor
aprovechamiento del uso de los equipos seobtienen si no hay interrupciones significativas en
cada una de las etapas del minado desde la
Preparacin, Perforacin, Voladura, Limpieza-
Extraccin y Relleno.
Estas condiciones se han dado para mtodos de
minado masivo, en cuerpos y vetas anchas donde
es posible aplicar taladros largos, pero pocas veces
se han dado en vetas angostas lo cual nos abre
nuevas posibilidades de mecanizacin para este
tipo de yacimiento.
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7.1. Preparacin
Para que el ratio de preparacin se reduzca es
necesario hacer el menor metraje en laspreparaciones esto va afectar directamente en el
menor tiempo de preparacin y la reduccin de
costos por tanto si en la evaluacin preliminar
observamos que las condiciones del terreno
permiten la perforacin negativa sin problemas
relevantes en cuanto a trancamiento de barras y
desviaciones significativas se preparara los
niveles de perforacin para taladros positivos y
negativos con un nivel de control intermedio, caso
contrario todos los niveles sern preparados para
hacer perforacin positiva (incluyendo el nivel de
control). Con los inconvenientes
sealados , la ventaja que una vez preparada la
labor para perforacin positiva se reducen las
perdidas de tiempo por trancamiento de la
columna de perforacin.
Es importante conservar los pilares y puentes
recomendados por Geomecnica y Seguridad
especialmente el de las intersecciones de la
galera principal con las ventanas de extraccin
esto facilitara el trabajo con los scoptram a
control remoto.
Es necesario considerar como parte de la
preparacin la chimenea para el relleno del tajo
posterior al minado no porque es necesario para
la siguiente etapa de minado sino como
prevencin al estallido de rocas que
ocasionalmente se presenta en este yacimiento.
Las labores programadas cuando toda la
perforacin es positiva esta dado por:
Tabla 2.Relacin de Labores de Preparacin
7.2. Perforacin
El nivel de perforacin debe reunir las
condiciones necesarias para una buena
perforacin como: seccin de acuerdo a la altura
del equipo, El techo y piso lo mas horizontal
posibles y limpio
Fig.6 Ptos. Topogrficos Ubicados en el techo de la
labor
Fig.7 Secc. Transversales marcados en las paredes
de la labor y la cota para el eje de la corredera.
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Los indicadores y el abastecimiento de aire, agua,
energa elctrica permiten un normal trabajo de
perforacin es decir las condiciones deben darse
antes se empezar la perforacin.
Tabla 3 Presiones y Energa de Trabajo
Existe un procedimiento para lograr un buen
posicionamiento en el que se toma en cuenta las
caractersticas de la estructura del equipo y la
seccin de la labor con respecto al punto marcado
por topografa este procedimiento es determinante
para lograr la menor desviacin.
Fig.8 Malla de Perforacin
Es importante cuantificar el rango de desviacin,
para ello se lleva la estadstica por operador de tal
forma que la capacitacin es orientada e incluso
personalizada.
Si el taladro no conserva el taladro luego de la
perforacin por las condiciones de la roca, se
coloca tuberas de PVC de 2 taponendolas
adecuadamente luego de la perforacin.
En el plano de perforacin debe indicarse lo mas
exacto posible la longitud de perforacin, la
presencia de vacos y agua. Datos necesarios en lavoladura. Los que deben archivarse estrictamente.
7.3. Voladura.
Fig.9 N de Retardos de Periodo Corto.
La secuencia de la voladura debe realizarse en
retirada partiendo de un extremo en rebanadas
verticales en todos los niveles de perforacin,
esto va dar estabilidad en el rea de trabajo,
haciendo que los bloques in situ trabajaran como
enormes pilares, usualmente los disparos son de
3 taladros por round.
No debe trabajarse bajo ninguna circunstancia sin
el plano de levantamiento topogrfico de los
taladros y sin la hoja de carga autorizada por el
Jefe de Seccin, En el que el disparador registra
la cantidad del explosivo utilizado y resultados del
disparo.
Tomar en consideracin las discontinuidades,
planos, fallas, zonas de fracturas especialmente
si son paralelas a la caja de ser muy fuertes es
preferible que deba quedar ese parte como pilar.
La distribucin de carga especialmente la altura
de los tacos luego de una constante observacin
debe estandarizarse.
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Fig.10 Distribucin de la Carga Explosiva
7.4. Limpieza.
El operador tiene una buena visin para operar el
control remoto hasta unos 20 mts. De distancia
por lo que los ejes de las ventanas se encuentras
ubicados cada 20 mts. Por lo tanto si la
secuencia de voladura es en retirada partiendo
de un extremo el operador se ubicara bajo un
techo seguro y podr manipular el control remoto
con bastante comodidad.
Fig.11 Limpieza del Mineral con Control Remoto
La limpieza es llevada a cabo con scooptram a
control remoto de 3.5 yd3.
Las ventanas del sector ya explotados deben
permanecer cerradas colocndose letreros por
seguridad
7.5. Relleno
En el caso de Minera Yauliyacu, es necesario
rellenar los espacios vacos, para prevenir las
reventazones o estallidos, estos vacos son
altamente necesarios para evitar sacar el
desmonte a superficie producto de las
preparaciones.
8. PARAMETROS
Uno de los parmetros importantes es el rango de
desviacin porque es el que va ha determinar la
factibilidad del proyecto, a veces un proyecto
fracasa porque la excesiva dilucin no lo hace
rentable pero en algunos casos no es porque el
mtodo no funciona sino porque la calidad de
perforacin es psima, esto se refleja en forma
directa con la dilucin.
Tabla 4. Estadstica de la Dilucin obtenida
El ratio de preparacin puede reducirse si se hace
un buen trabajo de perforacin negativa
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preparndose por consiguiente menos Sub. Niveles
de perforacin y/o la roca es favorable en el que la
desviacin es permisible.
Dado que la veta es angosta no es posible tener
rea para tener una malla mas amplia por lo que elfactor de potencia es alto, pero es compensado con
una buena fragmentacin.
A diferencia de la perforacin en abanicos la
perforacin es en paralelo por lo que el tiempo de
posicionamiento es alto logrndose menos metros
perforados/guardia pero el beneficio es que hay un
mayor control de las cajas.
Tabla 5 Indicadores de Control
9. COSTOS
El costo de minado es de $15.39/ton, con un costo
de operacin total de $28.89 /ton, los mtodos
convencionales con los que se puede comparar
son el Sherenkage y el Over Cut and Fill con los
que la diferencia del costo de minado es de: 10.25
y 11.04 $/ton respectivamente.
Tabla 6.Costos de Operacin
El rendimiento de aceros se ve afectado por el tipo
de acero utilizado, tanto la barra como el shank de
perforacin R-32 son mas caras que el varillaje T-
38 por que no es estndar su uso y se debe hacer
pedido especial, en cuanto alrendimiento esmenor
con la columna R-32 debido a que la diferencia de
dimetros de la broca y la culata de la barra es
mayor en la serie T-38 una diferencia de 3 mm
comparado con el R-32.
Tabla 7.Costo Comparativo Aceros T-38 vs. R-32
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10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los resultados obtenidos en Minera Yauliyacu nos
indican que este sistema es una buena alternativa
de trabajo. Los niveles de perforacin deben ser bien
llevados tratando de lograr que el techo y el
piso sean lo mas horizontal posible, la altura
adecuada y limpio de tal forma que se facilite el
emboquillado si la perforacin es positiva de tal
forma que los taladros que comunican al nivel
superior no tengan problema en la medicin y
trancamiento de la columna de perforacin.
Debe llevarse archivos en el que se registre:
Planos de perforacin con sus correcciones,
Planos con el levantamiento de taladros, Hojas
de carga, Estos archivos son herramientas de
trabajo.
Llevar la estadstica de los parmetros que son
indicadores de control.
Es muy importante la Pro actividad por parte de
todos los involucrados en la operacin quizsesto es lo ms difcil de obtener en la primera
etapa.
La implementacin de taladros largos en vetas
angostas con los estndares de seguridad, es
factible lograrlo con la capacitacin de todo el
personal involucrado en la operacin:
Planeamiento, Topgrafos, Supervisores-Mina,
Perforistas y Disparadores porque se trata de lograr
un trabajo de calidad en todas sus etapas.
En la actualidad con toda la tecnologa disponible,
no es posible iniciar una explotacin sin tener un
diseo estndar con toda la Ingeniera de Detalle,
de tal forma que se haga las labores estrictamente
necesarias a un costo pre determinado, el no
hacerlo implica una serie de sobre costos en todas
sus etapas de minado.
El equipo de perforacin considero tiene defectos
en su construccin que deben ser superados para
obtener ms metros perforados y facilitar la tarea
del operador para un mejor posicionamiento, Es
preferible sea auto propulsado para evitar prdidasde tiempo en el traslado de una labor a otra, de no
ser as necesitara un equipo adicional para
remolcarlo hasta el lugar de trabajo. Estos equipos
deben contar con un sistema de de sealizacin
lser que ayudaran al posicionamiento preciso del
equipo con respecto al punto topogrfico,
igualmente debe contar con una lectora de ngulos
para obtener una precisin mnima de 30 minutos.
Su centro de gravedad debe ser mas bajo para
darle mayor estabilidad al momento del traslado y
posicionamiento, evitando de esta forma la cada
del equipo.
11. AGRADECIMIENTOS
A la Gerencia de la Empresa Minera Yauliyacu
que ha permitido en forma constructiva
compartir con el resto de colegas la experiencia
lograda con el Mtodo de Minado Narrow Vein
Blast Hole Stoping.
A los Consejos Departamentales de Lima y La
Libertad Captulos de Ingeniera de Minas y
Metalurgia quienes han organizado este Magno
Evento.
Al publico asistente que es la razn por el cual
estamos aqu reunidos.
12. BIBLIOGRAFIA
Sublevel Stopping Engineering and Planning
Session Developers W.A Hustrtrulid Colorado
School of Mines.1993
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Narrow Vein Blast Hole Stoping: Current Drilling
and Blasting Tecnology, Yves C.Lizotte,
M.Sc.A.,1989
Excavaciones Subterrneas en Roca, E.Hoek,
D.Sc. (Eng)-McGRAW-HILL.1985
13. APENDICE
Cuadro comparativo de produccin del SLSV,
SLSC y Otros Mtodos 2005
Durante el primer ao de implementacin del
sistema su aporte mensual promedio de todo el ao
es de 13,408 ton/mes. Lo cual es considerable
considerando las mejoras que se han tenido que
hacer en el camino
Tabla 8.Produccin del Mtodo NVBS (SLSV) 2005
CUADRO ESTADISTICO DE PARAMETROS
OBTENIDOS EN OTRAS MINAS.
Lo que resalta en este cuadro comparativo es el
porcentaje de dilucin que es alto, es posibleobtener una mayor eficiencia si la roca es buena,
cuando la estructura es mas ancha la dilucin es
menor, tambin nos indica la posibilidad de obtener
una menor desviacin .
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Tabla 9 Estadstica de Parmetros Obtenidos en otras Minas
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