vcr method mining

7/24/2019 VCR method mining

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CRATERES VERTICALES EN RETROCESO (VCR)

Este mtodo es conocido comnmente con el trmino VCR que proviene devertical crter retreat cuyo fundamento se basa la teora de crteres.

Este mtodo a sido reconocido como el desarrollo ms importante de latecnolo!a moderna del minado subterrneo" esto se debe a la introducci#n detaladros con dimetros mayores. Es una aplicaci#n de la teora de C. $ivin!stonde la voladura por crteres con car!as esfricas.$as venta%as del VCR &crteres verticales en retroceso' sobre otros mtodos dee(plotaci#n como srin)a!e minado por subniveles" corte y relleno son lassi!uientes*

+enor desarrollo" empleo de taladros de !randes dimetros" reduciendo loscostos de perforaci#n y voladura" uso de car!as esfricas que disminuyen el

factor de car!a" mayor se!uridad ambiental y operativa" la perforaci#n voladura ycar!uo son operaciones independientes" me%or fra!mentaci#n posibilidad de!randes disparos con alta producci#n de mineral.

1. Antecedentes del Mtodo VCR

Este mtodo fue desarrollado en Canad" con%untamente entre ,-C y laC,$" compa/as productoras de mineral y e(plosivos por los a/os 0122 a0123 !racias a los pro!resos de los equipos de perforaci#n y las tcnicasde voladura.

El VCR fue estudiado por ,-C como consecuencia de los altoscostos y ba%a productividad en el minado de bloques de mineral yrecuperaci#n de pilares" con el mtodo de e(plotaci#n corte y rellenoascendente y descendente en las minas de ntario 4 Canad5 paracambiar esta tendencia" se dise/a el mtodo que combina las venta%as delos mtodos masivos con las venta%as del control del terreno de losmtodos con relleno.

,-C tiene un departamento de investi!aciones mineras donde se

reali6an investi!aciones sobre el control del terreno" me%oras en losmtodos de e(plotaci#n y en desarrollo de equipos" all mismo posee unamina -opper Cliff4-ort +ine" enteramente dedicada a estasinvesti!aciones" la que fue reabierta en 0137" despus de aberla cerradoen 0122 por su alto costo y ba%a productividad5 parte de la mina est enoperaci#n como modelo de traba%o donde se reali6an pruebas a escala deproducci#n para proyectos de investi!aci#n.

En esta mina se reali6a pruebas del mtodo VCR obtenindose unaproducci#n de 7888 t9da en tres ta%eos. :sando este mtodo en el que nose de%an pilares.Este sistema de e(plotaci#n a tenido un tremendo impacto en lasoperaciones de minado incrementando su aplicaci#n como mtodo de


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minado masivo" necesitndose an continuar con las investi!aciones parasu optimi6aci#n.

;esde el a/o 0138 la aplicaci#n de este mtodo se e(tendi# por lasprincipales minas de Canad" :er el VCR se

aplic# en la mina +onterrosas en los a/os 013? a 013@. >ara el minadode las vetas de cobre5 actualmente al!unas compa/as mineras denuestro medio estn estudiando la posibilidad de aplicarlo" ya quetienen cuerpos con las condiciones apropiadas que son minados porsrin)a!e" subniveles" corte y relleno" etc.

El concepto y desarrollo de las voladuras en crteres dio ori!en al mtodoVCR. El cual fue desarrollado por C. A. $ivin!ston &01@B'. >ermiti# aceunos a/os iniciar una nueva lnea de estudios para el me%or entendimientodel fen#meno de las voladuras y la caracteri6aci#n de los e(plosivos.

>osteriormente auer &01Bl'" Drant &01B' y $an! &012B' entre otros"ampliaron el campo de aplicaci#n de esta teora convirtindola en unaerramienta bsica de estudio" tanto en voladura a cielo abierto como eninterior mina.

2. Partes del crter rod!c"do or la #olad!ra

En las voladuras con crteres invertidos" las dimensiones de los crteresinvertidos" las dimensiones de los crteres aumentan debido a lainfluencia de la !ravedad y las caractersticas estructurales de las rocasformndose cavidades alar!adas de forma elptica que corresponde a las6onas de rotura e(trema o tensional.

$a voladura en crteres se reali6a con car!as concentradas" esfricas ocubicas y con muy buena apro(imaci#n a car!as cilndricas. Cabemencionar que la suma de las car!as esfricas da una cilndrica quepor lo !eneral se emplea en minera subterrnea" pero a i!ualdad decar!a e(plosiva" las car!as esfricas tienen mayor volumen de materialroto que las car!as cilndricas.

$a confi!uraci#n !eomtrica de la car!a e(plosiva" est en la relaci#nlon!itud9dimetro de B90 que determina el tama/o y peso de la car!a.

>ara entender me%or una voladura en crteres se puede mencionar5 queuna voladura de crter es un disparo cuando la car!a esfrica escolocada y detonada deba%o de la superficie" y que las ondas de coquese e(tienden en todas direcciones alrededor de dica car!a" donde elmaterial circundante ser afectado formando un crter5 este mismo efecto"se va a producir si la car!a esfrica se coloca dentro del teco del ta%eoobtenindose de este modo crteres invertidos.


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En este tipo de voladura se a encontrado que ay una relaci#n definidaentre la ener!a del e(plosivo y el volumen del material removido o roto" yesta relaci#n es afectada si!nificativamente por la profundidad donde seubica la car!a" el interro!ante es encontrar la profundidad #ptima dondese coloca el e(plosivo para obtener el mayor volumen de roca con una

buena fra!mentaci#n. = una menor profundidad la ener!a se pierde en elaire" y mayores profundidades solo producir menor volumen.

a' Cuando la car!a es muy superficial* En este caso la mayor partede la ener!a se transmite a la atm#sfera en forma de onda area.

b' Cuando la car!a est a una profundidad e(cesiva* ;onde toda laener!a se aplica sobre la roca fra!mentndola y produciendo unaalta intensidad de vibraci#n.

c' = profundidad intermedia* En este caso el crter consi!ue el mayorvolumen de roca removida.

En los uecos creados se distin!uen tres 6onas concntricas distintas* el crter

aparente" el crter verdadero y la 6ona de rotura. $a 6ona de rotura sesubdivide a su ve6 en la de rotura completa y la de rotura e(trema o tensional.

In$l!enc"a de la ener%&a del E'los"#o.


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En las voladuras con frentes invertidos" las dimensiones de los crteres se veninfluenciadas por el efecto de la !ravedad y las caractersticas estructurales delas rocas" formndose cavidades alar!adas de forma elptica que correspondena las 6onas de rotura e(trema o F tensional.

En las aberturas creadas se distin!uen tres 6onas concntricas distintas*

Crter aparente Crter verdadero Gona de rotura

Gona de rotura completa Gona de rotura e(trema o tensional.

7. HERI= ;E $< CRJHERE


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rotura" implica una me%or fra!mentaci#n reduce los requerimientos delabor y tiempo" minimi6a completamente los da/os de los tecos.

$ivin!ston inici# una investi!aci#n destinada a establecer el efecto queproduce una determinada car!a esfrica a profundidades crecientes en

una determinada formaci#n" observando que a medida que seaumentaba la profundidad se incrementaba el volumen del crter deroca fracturada asta alcan6ar un m(imo denominada >rofundidad#ptima &;o'" para lue!o comen6ar a disminuir asta que a unaprofundidad mnima que llamo >rofundidad critica &-'" no se producefracturamiento en la superficie.

= la relaci#n entre estos dos parmetros los denomin# Coeficientede profundidad Kptima.

Ao= Do

N

;onde*

=L Coeficiente de profundidad #ptima.;L >rofundidad #ptima &en pies'.- L >rofundidad crtica &en pies'.

Hambin estableci# que el volumen de roca fracturado esproporcional a la ener!a entre!ada por el e(plosivo" y que estarelaci#n es profundamente afectada por la ubicaci#n de la car!arespecto a la superficie. Hodo lo observado lo resumi# en lassi!uientes formulas*

N=E x3

W

;onde*

- L >rofundidad critica o distancia a la que el e(plosivoapenas puede fracturar la roca de la cara libre &en pies'.

E L Mactor ener!a" adimensional" se!n el tipo de e(plosivo otipo de Roca.

A L >eso de la car!a &en libras'.

A=D

c

N

Ec. 1

Ec. 2

Ec. 3


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;onde*

= L Relaci#n de profundidad.

;cL ;istancia desde la cara libre asta el centro de !ravedad de

la Car!a &en pies'.

- L >rofundidad critica &en pies'.

$ue!o si se despe%a ;cen la ecuaci#n 7 y se reempla6a el valor de - dela ecuaci#n ? se lle!a a*

Dc=A x E x

3

W

$a profundidad #ptima de la car!a" en que ma(imi6a el volumen del

crter" se obtiene encontrando =oa partir de la ecuaci#n 0.

tra relaci#n importante" es la ecuaci#n que sirve para describir laacci#n del e(plosivo para fracturar la roca. Esta se e(presa acontinuaci#n*

V

W=E

3x A x B x C

;onde*

V L Volumen del crter formado por una car!a A ubicadaa una determinada profundidad.

= L :tili6aci#n de la ener!a del e(plosivo.

El valor de = se obtiene de la si!uiente formula*

A= V

Vo

;onde*

VoL Volumen del crter formado por una car!a A ubicada a laprofundidad #ptima ;o5 ;cL ;o.

El m(imo de = ser 0 cuando ;c L;o y V L Vo. Es una medida de laparte del e(plosivo utili6ado en fra!mentar.

C L Efecto de la forma de la car!a.

Ec. 4

Ec. 5

Ec. 6


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El valor de C es la ra6#n adimensional del nivel de ener!a e(presadocomo un volumen del crter ba%o cualquier condici#n al nivel de ener!adel crter de un disparo ba%o condiciones de prototipo &$ * ; menor oi!ual a B * 0'.

L Indice del comportamiento del material.

se puede obtener despe%ando A de la ecuaci#n ? y reempla6ndoloen la ecuaci#n @" de a se tiene*

V

(N

3

E3)

=A x B x C x E3

B=( V

N3

(A xC))

=ora cuando una car!a esfrica se coloca en ;o" V L Vo y = L C L 0 setiene*

B=V

N3

El ndice del comportamiento del material de acuerdo a $ivin!ston" esuna medida de la parte de la ener!a del e(plosivo que se utili6a en elproceso de fracturar" compactar y deformaci#n plstica que precede a lafra!mentaci#n.

7.0. >R:E= ;E $< CRJHERE

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