DISEÑO DE TRONADURAS Y SU IMPACTO EN EL COSTO MINA DE …
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UNIVERSIDAD ANDRES BELLO
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil de Minas
DISEÑO DE TRONADURAS Y SU IMPACTO EN EL COSTO MINA DE MINA EL
DORADO, OVALLE
Memoria de pregrado para optar al título de Ingeniero Civil de Minas
Autor:
Esteban Andrés Vilugrón Ferrada
Profesor Guía: Jorge Antonio Villarroel Villalobos
Concepción, 2020
2
CONTENIDO
RESUMEN ........................................................................................................ 12
ABSTRACT ....................................................................................................... 13
INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 11
JUSTIFICACIÓN ............................................................................................... 12
OBJETIVOS ...................................................................................................... 15
1. Objetivo General .................................................................................. 15
2. Objetivos Específicos ........................................................................... 15
ALCANCES ....................................................................................................... 16
METODOLOGÍA DE TRABAJO ........................................................................ 17
CAPÍTULO 1: ANTECEDENTES GENERALES ................................................ 18
3. Ubicación ............................................................................................. 18
4. Vías de Acceso .................................................................................... 20
5. Aspectos Geomorfológicos................................................................... 20
6. Marco Geológico Regional ................................................................... 22
7. Geología Local ..................................................................................... 24
8. Consideraciones Geomecánica para Diseño Rajo Abierto Proyecto El
Dorado ........................................................................................................... 26
8.1. Densidad .............................................................................................. 26
8.2. Dureza .................................................................................................. 26
8.3. Hidrogeología ....................................................................................... 26
8.4. Ángulos de Diseño ............................................................................... 27
8.5. Consideraciones Estructurales ............................................................. 27
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO ..................................................................... 28
9. Minería a Cielo Abierto: ........................................................................ 28
3
9.1. Cortas: .................................................................................................. 28
10. Perforación: .......................................................................................... 28
10.1. Tipos de Perforación: ........................................................................ 29
Perforación Manual. ................................................................... 29
Perforación Mecanizada ............................................................. 29
10.2. Propiedades de las Rocas que Afectan a la Perforación .................. 29
10.3. Métodos de Perforación: ................................................................... 31
Perforación Rotapercutiva: ......................................................... 31
Perforación Rotativa con Triconos.............................................. 33
Montaje y Sistemas de Propulsión ............................................. 34
Triconos ...................................................................................... 34
Tipos de Triconos ....................................................................... 35
11. Tronadura: ............................................................................................ 36
11.1. Parámetros de Tronadura de Bancos: .............................................. 37
11.2. Factores que Afectan al Rendimiento de la Voladura ....................... 38
Factores Geométricos ................................................................ 39
Factores Inherentes a la Roca ................................................... 40
Factores Inherentes al Explosivo................................................ 40
11.3. Voladura en Bancos .......................................................................... 41
11.4. Explosivos Utilizados en Minería ...................................................... 44
Explosivos Comerciales ............................................................. 44
Dinamita ..................................................................................... 45
Dinamita Granulada.................................................................... 45
Dinamita Pura ............................................................................. 46
Dinamita Extra de Alta Densidad ................................................ 46
4
Dinamita Extra de Baja Densidad ............................................... 46
Dinamita Gelatina ....................................................................... 47
Dinamita Gelatina Pura .............................................................. 47
Dinamita Gelatina de Amonio ..................................................... 47
Dinamita Semigelatina ............................................................ 48
Explosivos Tipo Suspensión ................................................... 48
Suspensiones Encartuchadas ................................................. 49
Suspensiones a Granel ........................................................... 50
Agentes Explosivos Secos ...................................................... 50
Agentes Explosivos Encartuchados ........................................ 51
ANFO a Granel ....................................................................... 52
Nitrato de Amonio Resistente al Agua .................................... 52
Producción de Energía del ANFO ........................................... 53
Propiedades De Las Perlas De Grado Explosivo .................... 54
ANFO Pesado ......................................................................... 54
Explosivos de dos Componentes ............................................ 55
11.5. Mallas de Perforación ....................................................................... 56
11.6. Tipos de Malla de Perforación .......................................................... 57
11.7. Diagrama de Disparo ........................................................................ 58
11.8. Métodos de Diseño de Tronadura ..................................................... 60
Método de López Jimeno ........................................................... 60
Método de Ash ........................................................................... 64
Método de Konya ....................................................................... 67
11.9. Vibraciones ....................................................................................... 68
11.10. Variables que Determinan las Vibraciones .................................... 68
5
11.11. Daños por Tronadura por Efecto de Vibraciones ........................... 69
11.12. Monitoreo y Control de Vibraciones ............................................... 72
11.13. Modelo KUZ-RAM. ......................................................................... 73
11.14. Índice de tronabilidad de Peter Lilly ............................................... 76
11.15. JK SimBlast – 2D Bench ................................................................ 78
CAPITULO III: DESARROLLO .......................................................................... 79
CAPITULO IV: RESULTADOS ........................................................................ 108
CONCLUSIONES ............................................................................................ 118
RECOMENDACIONES ................................................................................... 120
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 121
ANEXOS ......................................................................................................... 123
6
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Imagen satelital Mina El Dorado ................................................ 18
Ilustración 2: Plano Ubicación Proyecto El Dorado ......................................... 19
Ilustración 3: Geomorfologia Mina El Dorado .................................................. 21
Ilustración 4: Marco Geologico Region de Coquimbo ..................................... 23
Ilustración 5: Geología Local Mina El Dorado ................................................. 25
Ilustración 6: Parámetros de Voladura de Bancos .......................................... 38
Ilustración 7: Malla de perforación, barden (B) y espaciamiento (E). .............. 56
Ilustración 8: Malla de perforación. .................................................................. 57
Ilustración 9: Mallas de perforación para minería a cielo abierto. .................... 58
Ilustración 10: Variables de diseño de un banco ............................................. 60
Ilustración 11: Diámetro del barreno................................................................ 61
Ilustración 12: Altura de Banco. ....................................................................... 62
Ilustración 13: Variables de diseño. ................................................................. 63
Ilustración 14: Variable de diseño. .................................................................. 64
Ilustración 15: Constante Ks. ........................................................................... 65
Ilustración 16: Malla base perforación de 3” .................................................... 85
Ilustración 17: Malla base perforación de 5” .................................................... 87
Ilustración 39: Malla caso favorable técnicamente perforación 3“ ................. 108
Ilustración 41: Malla favorable técnicamente perforación 5” .......................... 110
Ilustración 43: Malla caso favorable económicamente perforación 3” ........... 112
Ilustración 21: Malla caso favorable económicamente perforación 5” ........... 114
7
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1: longitud del barreno. ..................................................................... 42
Ecuación 2: rendimiento de la perforación ....................................................... 42
Ecuación 3: sobreperforación ........................................................................... 43
Ecuación 4: longitud de barreno ...................................................................... 63
Ecuación 5: Relación para el Espaciamiento ................................................... 65
Ecuación 6: Relación para el Barden ............................................................... 65
Ecuación 7: Relación para la Pasadura ........................................................... 66
Ecuación 8: Relación para el Taco .................................................................. 66
Ecuación 9: Relación Profundidad del barreno ................................................ 67
Ecuación 10: Relación para el Burden ............................................................. 67
Ecuación 11: Pal Roy, 2005 ............................................................................. 71
Ecuación 12: Ecuación inicial de Kuznetsov ................................................... 73
Ecuación 13: Ecuación final de Kuznetsov. ..................................................... 74
Ecuación 14: Ecuación de Rosin-Rambler. ...................................................... 74
Ecuación 15: Índice de Uniformidad................................................................. 75
Ecuación 16: Índice de Lilly. ............................................................................. 76
Ecuación 17: Factor de roca ............................................................................ 78
Ecuación 18: Tonelaje Fe a planta ................................................................... 81
Ecuación 19: Volumen mineral ........................................................................ 81
Ecuación 20: Volumen estéril ........................................................................... 81
Ecuación 21: Volumen ..................................................................................... 82
Ecuación 22: Superficie ................................................................................... 82
8
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Constante Kb según el tipo de roca y explosivo. ................................ 66
Tabla 2: Parámetros geomecánicos Índice de Lilly. .......................................... 77
Tabla 3: Reservas minerales Mina el Dorado ................................................... 79
Tabla 4: Reservas minerales por rajo Mina El Dorado ...................................... 80
Tabla 5: Regla de Taylor ................................................................................... 80
Tabla 6: Datos geológicos y geomecánicos ...................................................... 82
Tabla 7: Parámetros según método López Jimeno .......................................... 83
Tabla 8: Explosivos presentes en el software JK 2D bench ............................. 84
Tabla 9: Tiempos de retardo ............................................................................. 86
Tabla 10: Costo accesorios y mano de obra ..................................................... 86
Tabla 11: Tiempos de retardo ........................................................................... 88
Tabla 12: Costos de accesorios y mano de obra .............................................. 88
Tabla 13: Cantidad de explosivos ..................................................................... 89
Tabla 14: Cantidad de explosivos ..................................................................... 91
Tabla 15: Cantidad de explosivos ..................................................................... 93
Tabla 16: Cantidad de explosivos ..................................................................... 95
Tabla 17: Cantidad de explosivos ..................................................................... 97
Tabla 18: Cantidad de explosivos ..................................................................... 99
Tabla 19: Cantidad de explosivos ................................................................... 101
Tabla 20: Valores porcentuales de operaciones unitarias .............................. 103
Tabla 21: Tamaño partícula caso favorable técnicamente perforación 3”....... 109
Tabla 22: Tamaño de partícula caso favorable perforación 5” ........................ 111
Tabla 23: Tamaño partícula caso favorable económicamente perforación 3” . 113
Tabla 24: Tamaño partícula caso favorable económicamente perforación 5” . 115
Tabla 25: Tabla resumen ................................................................................ 116
9
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Tamaño partícula ............................................................................. 90
Gráfico 2: Costos tronaduras ........................................................................... 90
Gráfico 3: Tamaño de partícula ........................................................................ 92
Gráfico 4: Costos tronaduras ........................................................................... 92
Gráfico 5: Tamaño de partícula ........................................................................ 94
Gráfico 6: Costos tronaduras ........................................................................... 94
Gráfico 7: Tamaño de partícula ........................................................................ 96
Gráfico 8: Costos tronadura ............................................................................. 96
Gráfico 9: Tamaño de partícula ........................................................................ 98
Gráfico 10: Costos tronaduras ......................................................................... 98
Gráfico 11: Tamaño de partícula ...................................................................... 99
Gráfico 12: Costo tronadura ........................................................................... 100
Gráfico 13: Tamaño de partícula .................................................................... 102
Gráfico 14: Costos tronaduras ....................................................................... 102
Gráfico 15: Costo mina Anfo como c.c. .......................................................... 104
Gráfico 16: Costo mina H-anfo 1,0 como c.c. ................................................. 104
Gráfico 17: Costo mina con H-anfo 1,10 como c.c. ........................................ 105
Gráfico 18: Costo mina con H-anfo 1,15 como c.c. ........................................ 105
Gráfico 19: Costo mina con Emulsión 1,10 como c.c ..................................... 106
Gráfico 20: Costo mina con Emulsión 1,15 como c.c. .................................... 106
Gráfico 21: Costo mina con Anfo diluido 50 como c.c. ................................... 107
Gráfico 22: Curva tamaño partícula caso favorable técnicamente perforación 3“
........................................................................................................................ 109
Gráfico 23: Curva tamaño partícula caso favorable perforación 5” ................ 111
Gráfico 24: Curva tamaño partícula caso favorable económicamente perforación 3”
........................................................................................................................ 113
Gráfico 25: Curva Tamaño partícula caso favorable económicamente perforación
5” ..................................................................................................................... 115
Gráfico 26: Costo mina v/s tamaño partícula ................................................. 117
10
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1: Costo tronadura para cada combinación de explosivos. ................ 123
Anexo 2: Tamaño de partícula y costo de tronadura para cada combinación de
explosivos ........................................................................................................ 124
Anexo 3: Costos operaciones mina para cada combinación de explosivos... 127
11
INTRODUCCIÓN
Dentro de la minería y toda su historia ha sido de vital importancia la búsqueda de
una disminución en los costos de cada una de sus operaciones unitarias, siendo la
tronadura uno de los focos actuales, ya que si la granulometría resultante luego de
la fragmentación es muy gruesa, hay una dificultad en el carguío de las palas, y los
camiones transportan menos tonelaje por ciclo.
Las tronaduras constituyen una importante actividad en la minería por la gran
repercusión que su buen o mal desempeño tiene en el costo del resto de las
operaciones, es el comienzo de un largo proceso para la recuperación del mineral.
La tronadura consiste en preacondicionar la roca, fragmentándola permitiendo que
esta adquiera un tamaño adecuado que hace posible su transporte y su posterior
procesamiento, el material resultante puede contener tanto mineral como estéril.
El presente trabajo pretende demostrar como se ve afectado el costo mina de la
mina “El Dorado”, mediante diferentes diseño de tronaduras, para esto se
consideran distintos tipos de perforación, diagramas de disparo y explosivos.
Mina “El Dorado” es una mina de hierro que se encuentra ubicada en la región de
Coquimbo, es una mina que no se encuentra en operaciones.
12
RESUMEN
Mina El Dorado, se encuentra ubicada en la región de Coquimbo, la morfología del
sector está tipificada como un “Cerro Isla”, con una altura mayor de 510 m.s.n.m.
correspondiente a Cerro El Dorado y la parte inferior, de cota aproximada 450
m.s.n.m., está conformado por rocas volcánicas de edad jurásico, un intrusivo de
edad cretácico y rocas sedimentarias de edad reciente.
El marco teórico se centra en minería a cielo abierto, específicamente en el método
de Cortas, se da información relevante de las operaciones unitarias de perforación
(Tipos de perforadoras, métodos de perforación, etc.) y tronadura (Parámetros,
explosivos presentes en la industria etc.) enfatizando en los diseños de mallas de
perforación y métodos de tronadura propuestos por distintos autores.
Al momento de desarrollar el trabajo se utilizó el software Jk Simblast 2D Bench
para los diseños de mallas propuestas, generando graficas del tamaño de partícula
resultante de cada caso mediante el Modelo KUZ-RAM e índice de tronabilidad de
Peter Lilly.
Con los resultados obtenidos de los distintos diseños de tronadura propuestos se
realizó un análisis de costos respecto a cada tronadura y como se ve afectado el
costo mina del proyecto, obteniendo resultados favorables basándose en los
parámetros técnicos y en los diseños económicamente rentables.
13
ABSTRACT
El Dorado Mine located in the Coquimbo region has a morphology typified as “Cerro
Isla”, its height is greater than 510 m.a.s.l which corresponds to “El Dorado” hill,
while the lower part is approximately 450 m.a.s.l. The mine is composed of volcanic
rocks of Jurassic age, intrusive rock of Cretaceous age and sedimentary rocks of
recent age.
The theoretical framework of this project focuses on open-pit mining, specifically in
the Cortas method. Relevant information is given on the unit drilling operations
(types of drilling machines, drilling methods, etc.) and blasting (parameters,
explosives present in the industry etc.) emphasizing the designs of drilling meshes
and blasting methods proposed by different authors.
With the aim of developing this project, the JkSimblast 2DBench software was used
for the proposed mesh designs, generating graphs of particle size resulting from
each case by means of the KUZ-RAM model and Peter Lilly's blastability index.
Finally, based on the results obtained from the different blasting designs proposed,
a cost analysis was carried out regarding each blast and how the project's mine cost
is affected. The findings were favorable based on technical parameters and
economically profitable designs.
14
JUSTIFICACIÓN
Cuando se habla de minería es imprescindible que exista un buen diseño de
tronaduras, ya que si una tronadura es mal realizada el tonelaje de material producto
del disparo es inferior a lo esperado, los metros de avance por disparo son inferiores
a lo esperado, y trae como consecuencia que el rendimiento de los equipos de
acarreo y transporte disminuye, afectando a la programación de trabajo de los
equipos.
Entre los principales inconvenientes detectados en las operaciones unitarias de
perforación y voladura se destacan un mal diseño de la malla de perforación y
voladura, incumplimiento del diseño de malla de perforación, deficiencias de
perforación.
Por ende la presente memoria aportará información relevante para la extracción del
mineral y así en el momento en que Mina El Dorado vuelva a estar en
funcionamiento, se eviten los errores anteriormente mencionados.
15
OBJETIVOS
1. Objetivo General
Evaluar el impacto económico que presentan distintos tipos de diseños de
tronaduras (Diagramas de disparo y barrenaduras) en el costo mina de la Mina El
Dorado.
2. Objetivos Específicos
Identificar el tipo de roca y su geomecánica
Aplicar diversos diseños de tronaduras.
Diseño de la malla de tronadura mediante software JKSimblast 2DBench.
Evaluar económicamente la implementación de los diferentes diseños de
tronaduras.
16
ALCANCES
Esta investigación servirá como base para posteriores análisis de tronadura en
terreno, siendo necesario un análisis teórico respecto a los costos de dicha
operación.
Mina El Dorado es una mina que actualmente no se encuentra en
operaciones, por ende los resultados obtenidos serán datos teóricos.
El marco teórico será centrado en minería a cielo abierto, específicamente
por el método de “cortas”.
Se evaluaran los diseños de mallas de tronadura de distintos autores
seleccionando al más adecuado frente a la información inicial.
El análisis económico se realizara según porcentajes y la influencia de la
tronadura en el resto de operaciones mina.
No contempla análisis geomecánicos con respecto a la estabilidad del rajo.
No se contemplan las vibraciones generadas por las tronaduras.
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METODOLOGÍA DE TRABAJO
Inicialmente se define el tema específico del trabajo, seguido de la recopilación de
información y antecedentes de la mina El Dorado, dentro de los cuales se
encuentran características del yacimiento tales como antecedentes geológicos y su
respectiva geomecánica.
Una vez terminada la recopilación de antecedentes, se dará inicio al análisis
bibliográfico de distintos autores, para poder desarrollar el objetivo de esta memoria
“Diseño de tronaduras y su impacto en el costo mina de Mina El Dorado”, obteniendo
la información necesaria para desarrollar el marco teórico, en el cual se contemplan
la operaciones unitarias perforación y tronadura, además las características de
explosivos utilizados en minería.
Concluido el marco teórico, se dará inicio al desarrollo del tema, realizando distintos
tipos de diseños de tronaduras en software JKSimblast 2DBench, y acorde a los
resultados obtenidos, se evaluará el impacto económico que estos generan en el
costo mina.
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CAPÍTULO 1: ANTECEDENTES GENERALES
3. Ubicación
Distrito Minero El Dorado se encuentra ubicado a 74 Km al sur de la ciudad de La
Serena y a 5 Km al noroeste de la ciudad de Ovalle, Región de Coquimbo, Chile.
Las coordenadas UTM del punto central del área, correspondiente a Cerro El
Dorado, es N 6.616.501 E 286.181 y altitud de 510 m s.n.m
Ilustración 1: Imagen satelital Mina El Dorado
Fuente: Informe Geológico y Diagnóstico Preliminar de Recursos Distrito Minero
El Dorado
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Ilustración 2: Plano Ubicación Proyecto El Dorado
Fuente: Informe Geológico y Diagnóstico Preliminar de Recursos Distrito Minero
El Dorado
20
4. Vías de Acceso
Al sector se accede desde Ovalle, por la carretera C-43 que une esta localidad con
Serena, hasta el kilómetro 2.8 sector El Tuqui, de donde se bifurca un camino de
tierra estabilizado hacia el oeste, por 5.5 Km. Una de las características del sector
es que cuenta con numerosos caminos que permiten el acceso a los diversos
sectores del distrito minero.
5. Aspectos Geomorfológicos
La morfología del sector está tipificada como un “Cerro Isla”, con una altura mayor
de 510 m s.n.m. correspondiente a Cerro El Dorado y la parte inferior, de cota
aproximada 450 m s.n.m., corresponde a un peneplano de edad Holoceno -
Pleistoceno correspondiente al desarrollo del valle fluvial de Río Limarí.
Estas morfologías se generan cuando macizos rocosos son resistentes a los
agentes erosivos, en este caso dado por la presencia de cuerpos de hierro.
La rocas del Cerro Isla corresponden a cuerpos intrusivos de edad cretácica y rocas
volcánicas del Jurásico, mientras que el peneplano son rocas sedimentarias de
origen fluvial de edad Mioceno – Plioceno y Holoceno – Cuaternario.
21
Ilustración 3: Geomorfologia Mina El Dorado
Fuente: Informe Geológico y Diagnóstico Preliminar de Recursos Distrito Minero
El Dorado
22
6. Marco Geológico Regional
El marco geológico regional donde se ubica Distrito El Dorado está conformado por
rocas volcánicas de edad jurásico, un intrusivo de edad cretácico y rocas
sedimentarias de edad reciente.
Las rocas jurásicas (JK3 / Jurásico Superior – Cretácico Inferior), es una secuencia
volcánica de lavas basálticas a riolíticas, domos, brechas y aglomerados andesíticos
a dacíticos con intercalaciones clásticas continentales y marinas. En la región de
Coquimbo ha sido denominada Formación Arqueros.
Las rocas cretácicas (Kiag / Cretácico Inferior Alto – Cretácico Superior Bajo /123 –
85 m.a.) son monzodioritas y dioritas de piroxeno y hornblenda, granodioritas y
monzogranitos de hornblenda biotita. . En la cordillera de la costa en las regiones
de Antofagasta a Coquimbo se asocian a los yacimientos tipo IOCG como
Candelaria y Manto Verde y mineralización de Au – Cu como Andacollo.
Los depósitos modernos están representados por el Mioceno Superior –Plioceno
(MP1c), denominado en el Norte de Chile como Gravas de Atacama, compuestas
por rocas sedimentarias clásticas de pedemonte, aluviales, coluviales y fluviales y
litologías como conglomerados, gravas, areniscas y limolitas; Pleistoceno –
Holoceno (Qa) con depósitos aluviales, subordinadamente coluviales y lacustres
con litologías de gravas, areniscas y limos; Pleistoceno – Holoceno (Q1) con
depósitos aluviales, coluviales y de remoción en masa en menor proporción
fluvioglaciales y deltaícos; Pleistoceno – Holoceno (Qf) con depósitos fluviales de
gravas, arenas y limos de alos actuales cursos de los ríos mayores o de sus terrazas
y llanuras de inundación.
23
Ilustración 4: Marco Geologico Region de Coquimbo
Fuente: Informe Geológico y Diagnóstico Preliminar de Recursos Distrito Minero
El Dorado
24
7. Geología Local
El mapeo geológico de superficie y rajos evidencia la presencia de tres unidades de
rocas, a los que se agregan las unidades sedimentarias modernas que conforman
la actual peneplanicie.
Una unidad volcánica, de probable edad jurásica (Jv) que se dispone principalmente
en la porción norte del distrito. Se trata de rocas volcánicas andesíticas con
presencia de metasomatismo sobreimpuesto. Estas rocas presentan actitudes
monoclinales con disposición preferencial EW y manteos entre 20º – 30º al Sur. Los
minerales que conforman la roca son sílice, anfíbol, biotita y magnetita finamente
diseminada. En algunos sectores se denota un mayor reemplazo por magnetita,
generando, en superficie, zonas de gossan con fuerte limonitación – hematitización.
Una unidad intrusiva, de probable edad cretácica (Kg), son exclusivamente
granodioritas de textura fanerítica de grano medio a grueso con mineralogía de
cuarzo, plagioclasas, biotitas y menor ortoclasa. Se observan a menudo presencia
de xenolitos de rocas andesíticas parcialmente recristalizadas.
Una unidad variante de la anterior, también de edad cretácica (Kgm), localizada en
la parte sur, es una granodiorita con proceso de endo metasomatismo
sobreimpuesto, generando un fuerte stockworks y diseminación de magnetita.
Diques de composición andesíticas intruyen a todas las unidades de rocas
anteriormente descritas, según direcciones preferenciales NS y EW, en potencias
no mayores a 2 m.
25
Las unidades sedimentarias modernas (Qa) se ubican en la parte baja del relieve
isla. Se trata de depósitos de gravas polimícticas de clastos redondeados y
areniscas gruesas. Estos depósitos aumentan rápidamente de espesor hacia el
llano, pudiendo llegar hasta potencias sobre los 200 m.
En relación a las estructuras, el rasgo fundamental definido en el distrito es una
master fault de dirección NNW, que genera un sistema de dúplex de dirección
NW/SE. Esta estructura es de carácter regional y puede ser observado en toda la
extensión del distrito El Dorado. Del punto de vista metalogénico esta es de
importancia debido a que se le asocian los cuerpos mineralizados de hierro.
Ilustración 5: Geología Local Mina El Dorado
Fuente: Informe Geológico y Diagnóstico Preliminar de Recursos Distrito Minero
El Dorado
26
8. Consideraciones Geomecánica para Diseño Rajo Abierto Proyecto El Dorado
La visita inspectiva de labores mineras, mapeo geológico de superficie y información
Geológica del proyecto ferrífero El dorado, permite resumir los siguientes
parámetros geomecánicos para ser considerados en el diseño del open pit.
8.1. Densidad
Roca de caja = 2.65 Ton/m3
Mineral = 3.50 ton/m3
RQD (Rock Quality Designation)
Roca de Calidad Buena a muy Buena (criterio de Deere), aprox >60%
8.2. Dureza
Roca de caja aprox entre 100 – 150 mpascales
Mineral aprox entre 150 – 200 mpascales
8.3. Hidrogeología
No existe un nivel freático sector del proyecto, pudiera existir presencia de agua
relacionada a las estructuras principales. Lo que quedó demostrado en las recientes
lluvias, es la acumulación de aguas en el fondo pit de los rajos principales, esto
significa la no existencia de drenajes naturales, esto debe considerarse en la
planificación y plantear algún sistema de bombeo de aguas.
27
8.4. Ángulos de Diseño
De acuerdo a la calidad de la roca se puede considerar los siguientes ángulos de
diseño de pit:
Cara Banco (BFA) = 70º, Interrampa (ISA) = 50º ,Global Pit (GSA) = 55º
8.5. Consideraciones Estructurales
La master fault de dirección NNW presenta una zona de daño estructural en la caja
oeste, representada por una zona de cizalle de aprox. 10 m, con las misma
orientación de la estructura mayor. Esta puede generar algún tipo inestabilidad al
momento de la explotación.
En los demás sectores no se visualizan fallas mayores, que desarrollen zonas de
cizalla o salbandas de fallas (Arcillas), al contrario la mayoría de ellas se encuentran
selladas por mineralización de fierro y asociaciones de alteración (sílice – k
feldespato- anfíboles – apatito).
Por otro lado la presencia de diques, que en la mayoría de los casos producen
problemas de inestabilidad, se encuentran normalmente adosados a las estructuras
mineralizadas principales y no se visualiza una pérdida de la calidad de la roca.
28
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
9. Minería a Cielo Abierto
Se entiende por minería a cielo abierto toda explotación minera realizada a nivel de
superficie o cercana a esta, los métodos de explotación usados para este tipo de
minería son; Cortas, Descubiertas, Terrazas, Contornos, Canteras y Graveras.
9.1. Cortas
Es el método de explotación tradicional de minería metálica, el cual es utilizado en
yacimientos masivos o de capas inclinadas, consiste en una explotación por bancos
descendentes adoptando una forma de cono invertido. La profundidad de este
método en algunos casos supera los 300 m.
10. Perforación
“La perforación de las rocas dentro del campo de las voladuras es la primera
operación que se realiza y tiene como finalidad abrir unos huecos, con la distribución
y geometría adecuada dentro de los macizos, donde alojar a las cargas de explosivo
y sus accesorios iniciadores.
A pesar de la enorme variedad de sistemas posibles de penetración de la roca, en
minería y obra pública la perforación se realiza actualmente, de una forma casi
general, utilizando la energía mecánica.” (López & López, 2003)
29
10.1. Tipos de Perforación
Acorde a la variedad de maquinaria utilizada en perforación, se definen dos tipos,
perforación manual y perforación mecanizada.
Perforación Manual
Consiste en la perforación con equipos ligeros, son utilizados a mano por los
perforistas y se emplean en labores pequeñas en las que no se justifica la utilización
de maquinaria de gran envergadura.
Perforación Mecanizada
Se utiliza maquinaria de gran envergadura, estas están montadas sobre estructuras
que permiten su movilización, el operador se encuentra en una cabina, controlando
los parámetros de perforación.
10.2. Propiedades de las Rocas que Afectan a la Perforación
Al momento de la elección del método de perforación, se deben tener en cuenta las
propiedades físicas de la roca, ya que estas permiten la realización de una buena
penetración en la roca.
Estas propiedades son dureza, resistencia, elasticidad, plasticidad, abrasividad,
textura, estructura y características de rotura.
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Dureza: Se entiende por dureza la resistencia de una capa superficial a la
penetración en ella de otro cuerpo más duro. (Villarroel Villalobos, 2019)
Resistencia: Se llama resistencia mecánica de una roca a la propiedad de
oponerse a su destrucción bajo una carga exterior, estática o dinámica.
(Villarroel Villalobos, 2019)
Elasticidad: La mayoría de los minerales constituyentes de las rocas tienen
un comportamiento elástico-frágil, que obedece a la Ley de Hooke, y se
destruyen cuando las tensiones superan el límite de elasticidad (Villarroel
Villalobos, 2019)
Plasticidad: Como se ha indicado anteriormente, en algunas rocas, a la
destrucción le precede la deformación plástica. Esta comienza en cuanto las
tensiones en la roca superan el límite de elasticidad. En el caso de un cuerpo
idealmente plástico tal deformación se desarrolla con una tensión invariable.
Las rocas reales se deforman consolidándose al mismo tiempo: para el
aumento de la deformación plástica es necesario incrementar el esfuerzo.
(Villarroel Villalobos, 2019)
Abrasividad: Es la capacidad de las rocas para desgastar la superficie de
contacto de otro cuerpo más duro, en el proceso de rozamiento durante el
movimiento. (Villarroel Villalobos, 2019)
Textura: La textura de una roca se refiere a la estructura de los granos de
minerales constituyentes de ésta. Se manifiesta a través del tamaño de los
granos, la forma, la porosidad, etc. Todos estos aspectos tienen una
31
influencia significativa en el rendimiento de la perforación. (Villarroel
Villalobos, 2019)
Estructura: Las propiedades estructurales de los macizos rocosos, tales
como esquistosidad, planos de estratificación, juntas, diaclasas y fallas, así
como el rumbo y el buzamiento de éstas afectan a la linealidad de los
barrenos, a los rendimientos de perforación y a la estabilidad de las paredes
de los taladros. (Villarroel Villalobos, 2019)
10.3. Métodos de Perforación
Al momento de realizar la operación unitaria de perforación, estacan dos tipos de
perforación mecánica, estas son perforación rotopercutiva y perforación rotativa.
Perforación Rotapercutiva
El principio de perforación de estos equipos se basa en el impacto de una pieza de
acero (pistón) que golpea a un útil que a su vez transmite la energía al fondo del
barreno por medio de un elemento final (boca). (López & López, 2003)
La perforación a rotopercusión se basa en la combinación de las siguientes
acciones:
Percusión: EL pistón produce golpes que genera ondas de choque, estas
llegan al bit de perforación mediante varillaje cuando se trata de martillo en
cabeza o directamente sobre ella como es el caso de martillo en fondo.
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Rotación: Acción que permite hacer girar el bit para que los impactos se
produzcan sobre la roca en distintas posiciones.
Empuje: Para mantener en contacto el útil de perforación con la roca se
ejerce un empuje sobre la sarta de perforación.
Barrido: El fluido de barrido permite extraer el detrito del fondo del barreno.
Los equipos rotopercutivos se clasifican según la ubicación del martillo, existen dos
tipos martillo en cabeza y martillo en fondo.
10.3.1.1. Martillo en Cabeza
En estas perforadoras dos de las acciones básicas, rotación y percusión, se
producen fuera del barreno, transmitiéndose a través de una espiga y del varillaje
hasta la boca de perforación.
Los martillos pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico. Consta
básicamente de los mismos elementos constructivos.
La diferencia más importante entre ambos sistemas estriba en que en lugar de
utilizar aire comprimido, generado por un compresor accionado por un motor diésel
o eléctrico, para el gobierno del motor de rotación y para producir el movimiento
alternativo del pistón, un motor actúa sobre un grupo de bombas que suministran
un caudal de aceite que acciona aquellos componentes. (López & López, 2003)
33
10.3.1.2. Martillo en Fondo
La percusión se realiza directamente sobre la boca de perforación, mientras que la
rotación se efectúa en el exterior del barreno. El accionamiento del pistón se lleva a
cabo neumáticamente, mientras que la rotación puede ser neumática o hidráulica.
El funcionamiento de un martillo en fondo se basa en que el pistón golpea
directamente a la boca de perforación. El fluido de accionamiento es aire
comprimido que se suministra a través de un tubo que constituye el soporte y hace
girar al martillo. La rotación es efectuada por un simple motor neumático o hidráulico
montado en el carro situado en superficie, lo mismo que el sistema de avance.
La limpieza del detrito se efectúa por el escape del aire del martillo a través de los
orificios de la boca.
En los martillos en fondo, generalmente, la frecuencia de golpeo oscila entre 600 y
1.600 golpes por minuto. (López & López, 2003)
Perforación Rotativa con Triconos
Son equipos de gran capacidad, capaces de alcanzar elevadas velocidades de
penetración, utilizando las bocas denominadas triconos, las cuales aplican aire
comprimido como fluido de evacuación de los detritus formados durante la
perforación.
Las perforadoras rotativas están constituidas esencialmente por una fuente de
energía, una batería de barras o tubos, individuales o conectadas en serie, que
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transmiten el peso, la rotación y el aire de barrido a una boca con dientes de acero
o insertos de carburo de tungsteno que actúa sobre la roca.
Montaje y Sistemas de Propulsión
Hay dos sistemas de montaje para las perforadoras rotativas: sobre orugas o sobre
neumáticos. Los factores que influyen en la elección de un tipo u otro son las
condiciones del terreno y el grado de movilidad requerido.
Si la superficie de trabajo presenta fuertes pendientes, desniveles o baja capacidad
portante, el montaje sobre orugas es el más indicado, ya que proporciona la máxima
estabilidad, maniobrabilidad y flotabilidad.
Un eje rígido situado en la parte trasera de la máquina y un eje pivotante permite al
equipo oscilar y mantener las orugas en contacto con el terreno constantemente.
Triconos
Aunque la aparición de los triconos como herramienta de perforación se remonta al
año 1910, puede decirse que hasta el desarrollo de los equipos rotativos en la
década de los 60 no se logró un perfeccionamiento en el diseño y fabricación de
este tipo de bocas que hiciera su utilización masiva en minería.
En un principio, sólo eran aplicables en formaciones rocosas blandas o de poca
resistencia, pero, en la actualidad, estos útiles han permitido a la perforación rotativa
competir con otros métodos empleados en rocas duras.
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El trabajo de un tricono se basa en la combinación de dos acciones:
Indentación: Los dientes o insertos del tricono penetran en la roca debido al
empuje sobre la boca. Este mecanismo equivale a la trituración de la roca.
Corte: Los fragmentos de roca se forman debido al movimiento lateral de
desgarre de los conos al girar sobre el fondo del barreno.
La acción de corte sólo se produce, como tal, en rocas blandas, ya que en realidad
es una compleja combinación de trituración y cizalladura debido al movimiento del
tricono.
Tipos de Triconos
La resistencia a compresión de la roca y su dureza son los factores que más influyen
al momento de seleccionar un tipo de tricono, existen triconos de dientes y de
insertos.
10.3.5.1. Triconos de Dientes
Los triconos de dientes se clasifican en tres categorías, según el tipo de formación
rocosa: blanda, media y dura.
Formaciones Blandas: Los triconos para formaciones blandas tienen
rodamientos pequeños compatibles con los dientes largos y los pequeños
empujes sobre la boca que son necesarios. Los dientes están separados y
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los conos tienen un descentramiento grande para producir un efecto de
desgarre elevado. (López & López, 2003)
Formaciones Medias: Los triconos para estas formaciones tienen cojinetes
de tamaño medio, de acuerdo a los empujes necesarios y el tamaño de los
dientes. La longitud de los dientes, espacia miento y descentramiento son
menores que en los triconos de formaciones blandas (López & López, 2003)
Formaciones Duras: Los triconos de formaciones duras tienen cojinetes
grandes, dientes cortos, resistentes y muy próximos unos de otros. Los conos
tienen muy poco descentramiento para aumentar el avance por trituración,
requiriéndose empujes muy importantes. (López & López, 2003)
10.3.5.2. Triconos de Insertos
Existen cuatro tipos de triconos, que se diferencian en el diseño y tamaño de los
insertos, en el espaciamiento de los mismos y en la acción de corte. (López & López,
2003)
11. Tronadura
La tronadura es la operación que tiene por finalidad el arranque del mineral desde
el macizo rocoso, aprovechando de la mejor manera posible la energía liberada por
el explosivo colocado en los tiros realizados en la etapa de perforación. El mejor
aprovechamiento se obtiene al aplicar la energía justa y necesaria para generar una
buena fragmentación del mineral, evitando daños en labores mineras. (SONAMI,
2016)
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Una tronadura consta de cuatro pasos, los que son Iniciación, conexión, secuencia
de salida y activación.
Iniciación: Efecto que inicia la detonación de la columna explosiva
Conexión: Conectar todos los tiros entre sí a fin de transmitir la propagación
de energía entre ellos
Secuencia Orden de salida que tendrán los tiros en el diseño de tronadura
Activación: Fuente de energía inicial que activa todo el conjunto de tiros de
la tronadura
11.1. Parámetros de Tronadura de Bancos
Al realizar una tronadura en minería a cielo abierto por bancos, se deben entender
los conceptos para el desarrollo de la misma:
Banco: lugar donde se ubican los barrenos de voladura que viene definido
por la planificación establecida así como el método de explotación.
Altura de banco: Distancia vertical entre dos bancos adyacentes.
Ángulo del frente: ángulo del talud definido entre dos bancos adyacentes.
Puede expresarse bien con respecto a la vertical, o bien respecto a la
horizontal.
Piedra: Distancia entre el barreno y la cara libre.
Espaciamiento: Distancia entre dos barrenos adyacentes en la misma fila.
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Ilustración 6: Parámetros de Voladura de Bancos
Fuente (Bernaola, Castilla, & Herrera, 2013)
11.2. Factores que Afectan al Rendimiento de la Voladura
El Diseño de Voladuras es una técnica que se basa en la aplicación de técnicas de
cálculo en un medio heterogéneo, en el cual los resultados obtenidos pueden influir
en gran medida en el desarrollo del método de explotación.
Así, es importante destacar que para saber si los resultados de una voladura son
buenos o no, es necesario saber qué es lo que iba buscando cuándo se diseñó la
misma. Se puede decir que una voladura ha sido realizada con éxito si los
resultados obtenidos coinciden con el objetivo buscado.
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El objetivo de una voladura, de acuerdo a la definición establecida al principio del
capítulo es aquella en la que se buscan unos resultados en fragmentación y
desplazamiento, además, de no afectar a elementos ajenos a la voladura.
Para lograr este objetivo, y evaluar el correcto rendimiento de una voladura se
deben tener en cuenta tres factores fundamentales que son clave en un correcto
diseño y control, que son:
Una correcta cantidad de energía. Para lograr los resultados deseados hace
falta la cantidad de explosivo adecuada en cada caso.
Una correcta distribución de energía. El explosivo es un producto que implica
la transformación de energía química en energía mecánica, de modo que
una mala distribución nos puede dar lugar a una fragmentación no deseada
o bien, a concentraciones de energía tales que afecten a elementos ajenos
a la misma.
Un correcto confinamiento de energía. Para que el explosivo trabaje
correctamente es necesario que los gases generados estén confinados en
el barreno, de modo que la pérdida de energía por este hecho sea mínima.
(Bernaola, Castilla, & Herrera, 2013)
Factores Geométricos
Factores que están directamente relacionados con el método de explotación, de
modo que se pueden definir a medida de los resultados buscados.
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Parámetros controlables:
Diámetro del barreno, o de la carga
Altura de banco
Longitud de barreno
Inclinación de barreno
Número de barrenos
Distribución de los barrenos
Factores Inherentes a la Roca
Parámetros que no se pueden controlar, pero que sí es imprescindible tener en
cuenta para la obtención de un rendimiento óptimo de voladura.
Densidad de la roca
Resistencia o dureza de la roca
Velocidad sísmica del macizo rocoso
Factores Inherentes al Explosivo
Estos son los factores inherentes al explosivo empleado, que son los siguientes:
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Densidad del explosivo
Velocidad de detonación
Presión de detonación
Potencia del explosivo
Carga de explosivo
Secuenciación de la voladura.
11.3. Voladura en Bancos
Las voladuras en banco son aquellas que se realizan mediante la detonación de
barrenos verticales o subverticales, utilizando como cara libre un frente paralelo a
los mismos.
Los barrenos que conforman la voladura en banco se perforan formando una malla
que viene definida por la distancia al frente, llamada también “piedra" (B) (“burden”,
en inglés) y el espaciamiento lateral entre barrenos "S".
La geometría de los barrenos en voladuras en banco tiene varias características
entre las que se puede destacar la “sobreperforación” (J), que es la prolongación de
la longitud de perforación por debajo del piso teórico de explotación. Esta
sobreperforación viene motivada por la existencia de un mayor confinamiento en la
parte inferior del banco a explotar, de modo que se aumenta la energía en dicha
zona, para evitar que se genere una zona deficitaria de energía y que origine un
“repié” en la cota del piso.
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Otras variables de diseño de este tipo de voladuras son la altura de banco "H", la
inclinación de los barrenos respecto a la vertical "α" y la distribución del explosivo
dentro de los mismos.
De acuerdo con lo expuesto, a cada barreno de longitud "L" le correspondería
teóricamente el arranque y fragmentación de un bloque de roca paralelepipédico de
base B x S y altura H.
La longitud del barreno vendría dada por:
L = H + Jcosα
Ecuación 1: longitud del barreno.
Y se puede definir el "rendimiento de la perforación" "R", expresado en m3/m, como
el volumen de roca arrancado por cada metro lineal de perforación:
R = B ∙ S ∙ HL = B ∙ S ∙ H ∙ cosαh + J
Ecuación 2: rendimiento de la perforación
Este factor, multiplicado por la velocidad de perforación, determinará la capacidad
de arranque del equipo de perforación.
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La sobreperforación aconsejable "J" será lógicamente función del grado de exactitud
de las mediciones realizadas y de la dificultad que ofrezca la roca para su arranque.
Sin embargo, es práctica común considerar
J = 0.3 ∙ B
Ecuación 3: sobreperforación
En el paralelepípedo de altura "H" arrancado por cada barreno, cabe distinguir al
menos tres zonas diferentes.
La zona situada próxima al pie de banco. Es la que, obviamente, tiene un mayor
grado de fijación al macizo rocoso y requerirá, por tanto, una mayor energía
explosiva para su arranque. La carga explosiva que se ubicará en esta zona se
denominará "carga de fondo".
La zona situada sensiblemente por encima, cuenta con la ayuda del trabajo de
"descalce" realizado por la carga de fondo y requiere, generalmente, una energía
menor La carga explosiva que se ubicará en esta zona se denominará "carga de
columna”.
Por último, la parte más alta tendría la función de retener, al menos durante un corto
espacio de tiempo, los gases producidos en la explosión para dirigir la acción de los
mismos hacia la fragmentación de la roca. A esta zona le corresponde la longitud
de barreno "R", denominada "retacado", que se deja sin cargar y se rellena
normalmente con material inerte. Este material suele ser el propio detritus de la
perforación, aunque se obtienen mejores resultados con el uso de gravilla como
material de confinamiento
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Es práctica habitual dejar un retacado "R" igual a la "piedra" "B" o a la mitad de ésta
según los riesgos de proyecciones que se puedan correr y el tamaño máximo de
bloques que pueden producirse en esta zona.
En principio, existen por tanto en el barreno dos cargas con misiones bien
diferenciadas:
• La carga de fondo, generalmente de mayor concentración y potencia, necesaria
para el arranque del pie de banco.
• La carga de columna, que puede tener una menor concentración y potencia,
suficientes para el arranque de la parte superior. (Bernaola, Castilla, & Herrera,
2013)
11.4. Explosivos Utilizados en Minería
Se posee una variedad de explosivos en minería, los cuales se detallan a
continuación
Explosivos Comerciales
Los productos que se utilizan como carga principal de los barrenos pueden dividirse
en tres categorías genéricas: las dinamitas, las suspensiones y los agentes
explosivos.
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Una cuarta categoría, de menor importancia, es la de los explosivos binarios o de
dos componentes (Konya & Albarran)
Dinamita
La nitroglicerina fue el primer alto explosivo utilizado en voladuras comerciales.
Tiene una densidad de 1.6 y una velocidad de detonación de aproximadamente
7.600 m/s. La nitroglicerina es extremadamente sensible al choque, la fricción y al
calor, lo que la hace extremadamente peligrosa de usar en su forma líquida.
En Suecia en 1865, Alfredo Nobel encontró que si este líquido tan peligroso se
mezclaba con un material inerte, el producto resultante era seguro de manejar y era
mucho menos sensitivo al choque, la fricción y al calor. Este producto se llamó
dinamita.
Dentro de la familia de las dinamitas, hay dos divisiones principales: dinamita
granulada y dinamita gelatina. La dinamito granulada es un compuesto que utiliza
la nitroglicerina como base explosiva. La dinamita gelatina es una mezcla de
nitroglicerina y nitrocelulosa que produce un compuesto resistente al agua de
aspecto ahulado. (Konya & Albarran)
Dinamita Granulada
Dentro de las dinamitas granuladas hoy tres clasificaciones que son: dinamita pura,
dinamita extra de alta densidad y dinamita extra de baja densidad. (Konya &
Albarran)
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Dinamita Pura
La dinamita pura se compone de: nitroglicerina, nitrato de sodio, combustibles de
carbono, azufre y antiácidos. El término pura significa que no contiene nitrato de
amonio. La dinamito pura es el explosivo comercial más sensitivo que se utiliza hoy
en día. No debe usarse para obras de construcción ya que su sensitividad al choque
puede provocar la detonación simpática de barrenos adyacentes. Por otro lado, la
dinamita pura es un producto extremadamente adecuado para abrir zanjas en tierra.
La detonación simpática discutida previamente es un atributo en apertura de zanjas
ya que elimina la necesidad de un detonador en cada barreno. En la apertura de
zanjas, normalmente se usa un detonador en el primer barreno y todos los demás
disparan por detonación simpática. Aunque la dinamita para abrir zanjas es más
cara que otras dinamitas, para obras de este tipo puede ahorrar cantidades
considerables de dinero ya que las cargas no necesitan detonadores ni conexión
del sistema de iniciación. (Konya & Albarran)
Dinamita Extra de Alta Densidad
Este producto es el tipo de dinamita más utilizado. Es similar a la dinamita pura con
la excepción de que parte de la nitroglicerina y el nitrato de sodio se reemplazan
con nitrato de amonio. La dinamita de amonio o extra es menos sensitiva al choque
y la fricción que la dinamita pura. Se le ha utilizado en una amplia gama de
aplicaciones en canteras, minas subterráneas y construcción. (Konya & Albarran)
Dinamita Extra de Baja Densidad
Las dinamitas de baja densidad son similares en su composición a las de alta
densidad excepto que una mayor cantidad de la nitroglicerina y el nitrato de sodio
se substituyen por nitrado de amonio: Debido a que el cartucho contiene gran parte
47
de nitrato de amonio, su potencia por volumen es relativamente baja. Este producto
es muy útil en roca suave o donde se pretende limitar deliberadamente la cantidad
de energía dentro del barreno. (Konya & Albarran)
Dinamita Gelatina
Lo dinamita gelatina que se utiliza en aplicaciones comerciales, se puede subdividir
en tres clases: gelatina pura, gelatina de amonio y dinamitas semigelatinas. (Konya
& Albarran)
Dinamita Gelatina Pura
Las gelatinas puras básicamente son geles explosivos con nitrato de sodio,
combustibles y azufre adicionales. En potencia, es el equivalente gelatinoso de la
dinamita pura. La gelatina explosiva pura es el explosivo con base de nitroglicerina
más poderoso. Una gelatina pura debido a su composición es la dinamita más
resistente al agua que existe. (Konya & Albarran)
Dinamita Gelatina de Amonio
La gelatina de amonio es llamada algunas veces cómo gelatina extra o especial. Es
una mezcla de gelatina pura a la que se le añade nitrato de amonio para sustituir
parte de la nitroglicerina y el nitrato de sodio. Las gelatinas de amonio son
apropiadas para condiciones de humedad y se utilizan principalmente como cargas
de fondo en barrenos de diámetro pequeño. Las gelatinas de amonio no tienen la
misma resistencia al agua que las gelatinas puras y con frecuencia se utilizan cómo
iniciadores para agentes explosivos. (Konya & Albarran)
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Dinamita Semigelatina
Las dinamitas semigelatinas son similares a las gelatinas de amonio excepto que
una mayor cantidad de la mezcla de nitroglicerina, nitrocelulosa y nitrato de sodio
se reemplaza con nitrato de amonio. Las semigelatinas son menos resistentes al
agua y más baratas comparadas con las gelatinas de amonio. Debido a su
naturaleza gelatinosa, tienen mayor resistencia al agua que muchas de las
dinamitas granuladas y frecuentemente se utilizan bajo condiciones húmedas y
algunas veces como iniciadores de agentes explosivos. (Konya & Albarran)
Explosivos Tipo Suspensión
Un explosivo tipo suspensión es una mezcla de nitrato de amonio u otros nitratos,
un sensibilizador, un combustible que puede ser un hidrocarburo o hidrocarburos y
aluminio. En algunos casos se utilizan sensibilizadores explosivos, cómo el TNT o
la nitrocelulosa, además de cantidades variables de agua .Las características de
una emulsión son, de alguna manera, diferentes a las de un hidrogel o suspensión,
pero su composición contiene ingredientes similares y su funcionamiento dentro del
barreno es similar. En general, las emulsiones tienen una velocidad de detonación
un poco más alta y, en algunos casos, tienden a ser húmedas y adherirse a las
paredes del barreno causando dificultades para el cargado a granel. Para efectos
de discusión las emulsiones y los hidrogeles serán tratados bajo el nombre genérico
de suspensión.
Las suspensiones, en general, contienen grandes cantidades de nitrato de amonio
y se hacen resistentes al agua a base del uso de goma ceras, agentes de
acoplamiento o emulsificantes. Existe una gran variedad de suspensiones, y debe
recordarse que diferentes suspensiones mostrarán diferentes características en el
campo. Algunas pueden ser clasificadas como altos explosivos mientras que otras
49
se clasifican como agentes explosivos ya que no son sensitivas a un fulminante
número 8. Esta diferencia en clasificación es importante desde el punto de vista del
almacenamiento. Una ventaja más de las suspensiones sobre las dinamitas es que
pueden transportarse los ingredientes por separado y mezclarse en el lugar de
consumo. Los ingredientes transportados de esta manera en camiones tanque no
son explosivos hasta que se mezclan antes de cargarlos al barreno. La carga a
granel de las suspensiones puede reducir en gran medida el tiempo y el costo del
cargado de grandes cantidades de explosivos. Las suspensiones se pueden dividir
en dos clasificaciones generales: encartuchadas y a granel. (Konya & Albarran)
Suspensiones Encartuchadas
Las suspensiones encartuchadas están disponibles tanto en cartuchos de diámetro
grande como de diámetro chico. En general, los cartuchos de menos de 5 cm. De
diámetro contienen explosivo sensitivo para que puedan sustituir a la dinamita. La
sensibilidad a la temperatura de las suspensiones y su menor sensitividad pueden
causar problemas cuando substituyen a la dinamita en algunas aplicaciones. El
responsable de las voladuras debe estar consciente de algunas limitaciones antes
de hacerla sustitución. Los cartuchos de diámetro mayor pueden ser no sensitivos
al fulminante y deben cebarse con explosivos que sean sensitivos. En general, las
suspensiones de diámetro mayor son menos sensitivas. Las suspensiones
encartuchadas normalmente se sensibilizan con nitrato de mono metilamina o
aluminio, y en el caso de las emulsiones, con aire. La sensibilización con aire se
logra con la adición de micro esferas o incorporando aire durante el proceso de
mezclado. (Konya & Albarran)
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Suspensiones a Granel
Las suspensiones a granel se sensibilizan por cualquiera de tres métodos. La
sensibilización con aire se puede lograr agregando agentes gasificantes, los cuales
después de ser bombeados al barreno, producen pequeña burbujas a lo largo de la
mezcla. El incorporar polvo o granalla de aluminio a la mezcla aumenta su
sensitividad. Agregar nitrocelulosa o TNT a la mezcla la sensibilizará para la
iniciación. Las suspensiones que no contengan aluminio o sensibilizadores
explosivos son las más económicas y con frecuencia son las menos densas y
menos potentes. En condiciones húmedas y sobre todo cuando no se saca el agua
de los barrenos, las suspensiones más baratas compiten con el ANFO. Debe
señalarse que estas suspensiones de bajo costo tienen menos energía que el
ANFO. Las suspensiones aluminizadas y aquellas que contienen cantidades
significativas de otros altos explosivos, producen cantidades significativamente
mayores de energía y se utilizan para voladuras en roca más densa y dura. La
alternativa a usar suspensiones de alta energía es desalojar el agua, donde sea
posible, con bombas sumergibles y usar mangas de poliestireno dentro del barreno
con nitrato de amonio como explosivo. En la mayoría de los casos, el uso de
bombeo, mangas y nitrato de amonio, producirán gastos significativamente más
bajos de los que se obtendrían al usar las suspensiones de precio más alto. Tanto
las bombas como las mangas se pueden adquirir de muchos de los proveedores de
explosivos. (Konya & Albarran)
Agentes Explosivos Secos
Los agentes explosivos secos son los más utilizados de todos los explosivos hoy en
día.
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El término agente explosivo seco se refiere a todo aquel material en el cual no se
utiliza agua en su formulación. Los primeros agentes explosivos empleaban
combustibles basándose en carbón sólido o carbón mineral y nitrato de amonio en
varias formas. A través de la experimentación se encontró que los combustibles
sólidos tendían a segregarse durante la transportación y los resultados de las
voladuras no eran óptimos. Se encontró que el diésel mezclado con perlas porosas
de nitrato de amonio daban los mejores resultados. El término ANFO (Ammonium
Nitrate and Fuel Oil) se ha convertido en el sinónimo de los agentes explosivos
secos. Una mezcla de ANFO balanceada de oxígeno es la fuente de energía
explosiva más barata que se puede obtener hoy en día. El añadir polvo de aluminio
a los agentes explosivos secos aumenta la producción de energía pero también
aumenta el costo. Los agentes explosivos secos se pueden dividir en dos
categorías: encartuchados y a granel. (Konya & Albarran)
Agentes Explosivos Encartuchados
Para uso en barrenos húmedos y donde no se utiliza el bombeo, se puede usar un
cartucho de ANFO aluminizado o densificado. Un ANFO densificado se hace ya sea
moliendo aproximadamente el 20% de las perlas y agregándoles de nuevo a la
mezcla normal, o, agregando compuestas de hierro para incrementar la densidad
dentro del cartucho.
En ambos casos, el objetivo es producir un explosivo con una densidad mayor a
uno de manera que se sumerja en el agua. Otro tipo de ANFO encartuchado se
hace a partir del ANFO a granel con una densidad de 0.8. Este cartucho no se
hundirá en el agua, sin embargo, es ventajoso usar este tipo de ANFO encartuchado
en barrenos que han sido previamente bombeados o que contienen cantidades muy
pequeñas de agua. (Konya & Albarran)
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ANFO a Granel
El ANFO a granel se compone de perlas de nitrato de amonio y diésel. A menudo
se le coloca dentro del barreno por medios mecánicos o neumáticos desde un
camión. El ANFO puede colocarse ya mezclado dentro del camión y en algunos
camiones las perlas de nitrato de amonio y el diésel se pueden mezclar en el campo
antes de colocar el material en el barreno. La industria de los explosivos tiene gran
dependencia en los agentes explosivos secos debido al gran volumen que se usa.
Los agentes explosivos secos no funcionarán apropiadamente si se colocan en
barrenos húmedos por períodos prolongados de tiempo. Por esta razón, el
responsable de las voladuras debe saber las limitaciones del producto que está
utilizando. (Konya & Albarran)
Nitrato de Amonio Resistente al Agua
El nitrato de amonio que se carga a granel dentro de un barreno, no tiene resistencia
al agua. Si el producto se coloca en agua y se dispara dentro de un tiempo corto,
una detonación marginal puede ocurrir acompañada de la producción de vapores
de óxidos de nitrógeno color ocre. La liberación de óxidos de nitrógeno se observa
comúnmente en voladuras donde interviene el nitrato de amonio a granel y donde
los operadores no tienen el cuidado de cargar de manera tal, que se garantice que
el producto permanecerá seco. Aunque ocurra una detonación marginal, la energía
producida es significativamente menor que la que el producto es capaz de producir
bajo condiciones normales. Por esta razón, los barrenos se escopetean, hay roca
en vuelo y surgen otros problemas derivados del uso de mezclas de nitrato de
amonio y diésel en barrenos mojados. Si el nitrato de amonio se coloca en barrenos
mojados, éste absorberá agua.
53
Cuando el contenido de agua se acerca al 9%, es muy dudoso que el nitrato de
amonio detone sin importar el tamaño del cebo que se use. A medida que el
contenido de agua aumenta, el tamaño mínimo del cebo también aumenta y la
velocidad de detonación disminuye significativamente. (Konya & Albarran)
Producción de Energía del ANFO
Cuando se elaboran mezclas de nitrato de amonio y diésel en el campo, pueden
ocurrir variaciones en el contenido de aceite fácilmente. Las mezclas empacadas
en bolsa que se reciben de los distribuidores tienen problemas similares. La
cantidad de diésel agregada al nitrato de amonio es extremadamente crítica desde
el punto de vista de la eficiencia de la detonación. Para obtener la liberación de
energía óptima, es deseable una mezcla que contenga 94.5% de nitrato de amonio
y 5.5% de diésel. Si por alguna razón, en vez del contenido requerido de 5.5% en
las perlas, la mezcla contiene sólo del 2 al 4% de aceite, una cantidad significativa
de energía se desperdicia y el explosivo no se desempeña apropiadamente. El tener
un contenido muy pequeño de combustible provocará la formación de vapores de
óxido de nitrógeno de color ocre aún en barrenos secos. Por otro lado, al tener un
exceso de combustible en la mezcla, la producción máxima de energía se ve
también afectada. La pérdida de energía es menor al tener un porcentaje mayor de
combustible que si se tiene un porcentaje menor al óptimo. La figura 3.13 indica el
efecto que tienen los diferentes porcentajes de combustible en la energía teórica.
La gráfica indica que la potencia del cebo es menor cuando la mezcla tiene menos
combustible. El ANFO es más sensitivo cuando tiene menos combustible que
cuando el porcentaje es el adecuado. Una vez que la iniciación tiene lugar, una
mezcla con menor contenido de combustible no producirá una cantidad de energía
siquiera cercana al nivel óptimo. (Konya & Albarran)
54
Propiedades De Las Perlas De Grado Explosivo
El nitrato de amonio que se utiliza para la carga a granel viene en forma de perlas.
Las perlas son partículas esféricas de nitrato de amonio que se fabrican en una torre
con un proceso similar al utilizado para fabricar perdigones para cartuchos de
escopeta.
Las perlas de nitrato de amonio se utilizan también como fertilizante. Durante
períodos de escasez de explosivos, los responsables de voladuras con frecuencia
han utilizado las perlas de grado fertilizante. Existen diferencias entre las perlas de
grado fertilizante y los de grado explosivo. Las perlas de grado explosivo son
porosas, esto distribuye el combustible mejor, lo que resulta en un mejor desempeño
en la voladura. (Konya & Albarran)
ANFO Pesado
El ANFO pesado es una combinación de perlas de nitrato de amonio, diésel y
suspensión. La ventaja de las mezclas de ANFO pesado es que se pueden hacer y
carga fácilmente al barreno. La proporción en las cantidades de suspensión y ANFO
puede ser cambiada y obtener ya sea un explosivo con mayor energía o uno que
sea resistente al agua. El costo del ANFO pesado aumenta con el porcentaje de
suspensión. La ventaja sobre los productos encartuchados es que el barreno se
encuentra cargado total mente y no existen huecos entre el barreno y la carga. Una
desventaja es que ya que el explosivo ocupa el volumen total del barreno, si existe
agua, ésta es empujada hacia arriba, lo que significa que se debe utilizar esta
mezcla en todo el barreno. En cambio con productos encartuchados y debido al
espacio entre el cartucho y el barreno, se puede cargar producto encartuchado
hasta rebasar el nivel del agua y entonces usar ANFO normal a granel de menor
precio.
55
La carga de explosivos encartuchados es más tediosa y requiere de más personal
ya que los cartuchos tienen que llevarse al lugar de la voladura e introducidos al
barreno uno por uno. El ANFO pesado requiere menos personal ya que el explosivo
es bombeado directamente al barreno desde un camión. Algunas operaciones
tratan de usar ANFO pesado en barrenos mojados, sin embargo, utilizan mezclas
que no contienen la suficiente cantidad de suspensión. Para proveer la resistencia
al agua adecuada, se recomienda que por lo menos se utilice el 50% de suspensión
en un ANFO pesado que se usará en barrenos mojados. (Konya & Albarran)
Explosivos de dos Componentes
A los explosivos de dos componentes con frecuencia se les llamó binarios ya que
están hechos de dos ingredientes separados. Ninguno de estos ingredientes es un
explosivo en sí hasta que se mezclan. Los explosivos binarios normalmente no
están clasificados cómo explosivos. Pueden ser embarcados y almacenados como
materiales no explosivos. Los explosivos de dos componentes disponibles
comercialmente son una mezcla de nitrato de amonio pulverizado y nitro metano
que ha sido teñido de rojo o verde. Estos componentes se llevan a la obra y se
mezcla exclusivamente la cantidad necesaria. Al mezclar los materiales se obtiene
un producto sensitivo al fulminante listo para usarse. Estos explosivos binarios se
pueden utilizar en substitución de suspensiones sensitivas o dinamita, o como
iniciadores de agentes explosivos. Su costo por unidad es considerablemente
mayor al de la dinamita pero los ahorros en transportación y almacenamiento
equilibran la diferencia en el costo por unidad. Si se requieren grandes cantidades
para un trabajo en particular, el costo por peso mayor y la molestia de mezclarlos
en el lugar acabarán con los ahorros derivados de los requerimientos más flexibles
del transporte y almacenamiento. (Konya & Albarran)
56
11.5. Mallas de Perforación
Las mallas de perforación hacen referencia a la forma en la que se distribuyen los
barrenos de una voladura, considerando básicamente la relación barden-
espaciamiento y su vinculación con la profundidad de ellos.
Las perforaciones en el banco deben realizarse a distancias regulares entre sí,
generalmente entre 8 y 12 m, y deben atravesar toda la altura del banco para que,
en el momento de introducir los explosivos, estos logren la fragmentación una vez
detonados.
Burden (B): Es la distancia más próxima desde el barreno hacia la cara libre.
Espaciamiento (S): Es la distribución regular entre los barrenos de la malla,
es decir, distancia entre los pozos.
Ilustración 7: Malla de perforación, barden (B) y espaciamiento (E).
Fuente (Minería a cielo Abierto: "Métodos de tronadura" MI3130, Universidad de
Chile.)
57
La elección de una correcta malla, es decir de sus parámetros principales depende
de cada faena, los equipos y por sobre todo de las características de la roca.
Ilustración 8: Malla de perforación.
Fuente: Apunte MI57E- Explotación de Minas, Universidad de Chile.
11.6. Tipos de Malla de Perforación
Cada una posee diferentes características y se eligen según los requerimientos
operacionales.
Rectangular: El espaciamiento suele ser 1,3 a 1,5 veces el Burden.
Cuadrada: Burden y espaciamiento de igual medidas.
Triangular: El espaciamiento en la mitad del burden.
58
Ilustración 9: Mallas de perforación para minería a cielo abierto.
Fuente: Minería a cielo Abierto: "Métodos de tronadura" MI3130, Universidad de
Chile)
11.7. Diagrama de Disparo
El enfoque principal o núcleo de este proyecto se basa en el diseño de un diagrama
de disparo, el que se define como la disposición geométrica de las perforaciones
para lograr remover el material, sus principales parámetros son:
Diámetro del pozo (∅): dependerá generalmente del tipo de maquinaria a emplear,
y de la longitud de la perforación.
Burden (B): es la distancia más próxima a la cara libre, si esta es pequeña, la roca
será lanzada a una distancia considerable de la cara, provocando grandes niveles
de sobrepresión, fragmentación fina, sobre rompimiento, entre otras. Si es muy
grande, puede provocar roca en vuelo, escopetazo de barrenos, además de
conllevar niveles de confinamiento considerados, aumentando así el factor de carga
y en gran medida las vibraciones (Inacap, 2015).
Espaciamiento (S): es la distancia entre los pozos de la malla de forma
perpendicular. Espaciamientos muy reducidos provocan entre las cargas un
59
excesivo trituramiento y fracturas superficiales, mientras que, si es muy amplio, se
produce un fracturamiento inadecuado entre las cargas, acompañado por
problemas de “patas” y un frente muy irregular, con sobresalientes de roca en la
cara del banco (Inacap, 2015).
Sobreperforación o Pasadura (J): corresponde a la longitud de la carga explosiva
que yace bajo el nivel del piso del banco. Una pasadura insuficiente deriva en una
pata apretada o irrompible que debe ser removida usando pozos de pata para
restablecer el nivel del banco correcto. Se suele emplear una pasadura equivalente
al 30% del Barden (0,3*B). (Inacap, 2015)
Taco (T): es el material inerte añadido en la parte superior del pozo y tiene como
finalidad provocar el confinamiento de los gases de la explosión, previniendo una
proyección y sobrepresión de aire excesiva. En la mayoría de los casos, una
distancia de taco de 0,7 veces el Barden es adecuada para evitar que salga el
material prematuramente. (Inacap, 2015)
Tacos Largos provocan una reducción en la cantidad de proyección, un sobre
tamaño de rocas post-tronadura, reducción en la cantidad de explosivo en los pozos.
Tacos cortos provocan un exceso de carga explosiva, mayor sismicidad, pero mejor
granulometría.
60
Ilustración 10: Variables de diseño de un banco
Fuente: Apunte MI57E- Explotación de Minas, Universidad de Chile.
11.8. Métodos de Diseño de Tronadura
Para los métodos de diseño de tronadura se hará alusión en el presente documento
a los descritos por Lopez Jimeno, Ash y Konya.
Método de López Jimeno
El método de López Jimeno se utiliza en voladuras de pequeños diámetros de
perforación, los que se encuentran en el rango de 65 mm a 165 mm.
Diámetros de Perforación
La elección del diámetro de los barrenos, depende de la producción horaria, o ritmo
de la excavación, y de la resistencia de la roca.
61
Hay que tener presente que los costes de perforación disminuyen en la mayoría de
los casos con el aumento de diámetro.
Ilustración 11: Diámetro del barreno
Fuente: López Jimeno “Manual de Perforación y Voladura de roca”
Altura de Banco:
La altura de banco es función del equipo de carga y del diámetro de perforación.
Las dimensiones recomendadas teniendo en cuenta los alcances y características
de cada grupo de máquinas se observan en la ilustración 12.
Por cuestiones de seguridad, la altura máxima aconsejada en minas y canteras es
de 15 m y sólo para aplicaciones especiales, como en voladuras para escollera, se
deben alcanzar alturas de 20 m.
62
Ilustración 12: Altura de Banco.
Fuente: López Jimeno “Manual de Perforación y Voladura de roca”
Esquemas de Perforación, Sobreperforación y Retacado:
El valor de la piedra “B” es función del diámetro de los barrenos, de las
características de las rocas y de los tipos de explosivos empleados.
Si la distribución de la carga es selectiva, con un explosivo de alta densidad y
potencia en el fondo y otro de baja densidad y potencia media en la columna, los
valores de la piedra oscilan entre 33 y 39 veces el diámetro del barreno “D",
dependiendo de la resistencia de la roca a compresión simple y de la altura de la
carga de fondo.
El espaciamiento entre barrenos de una misma fila varía entre 1,15 B para rocas
duras y 1,30 para rocas blandas.
La longitud del retacado y de la sobreperforación, se calculan en función del
diámetro de los barrenos y de la resistencia de la roca.
63
Ilustración 13: Variables de diseño.
Fuente: López Jimeno “Manual de Perforación y Voladura de roca”
Inclinación de los Barrenos
En la gama de diámetros de trabajo citada los equipos de perforación son
habitualmente rotopercutivos de martillo en cabeza, neumáticos e hidráulicos, y de
martillo en fondo. Estas máquinas permiten inclinaciones de las deslizaderas con
ángulos de hasta 20° e incluso mayores con respecto a la vertical.
La longitud de barreno “L” aumenta con la inclinación, pero por el contrario la
sobreperforación “J" disminuye con ésta. Para calcular “L” se utiliza:
𝐿 = (𝐻
𝑐𝑜𝑠𝛽) + (1 − (
𝛽
100)) ∗ 𝐽
Ecuación 4: longitud de barreno
Siendo “β” el Angulo con respecto a la vertical en grados.
64
Distribución de Cargas:
Teniendo en cuenta la teoría de las cargas selectivas, en la que la energía por
unidad de longitud en el fondo del barreno debe ser de 2 a 2,5 veces superior a la
energía requerida para la rotura de la roca frente a la carga de columna, y en función
de la resistencia de la roca se recogen las longitudes de la carga de fondo
recomendadas.
Ilustración 14: Variable de diseño.
Fuente: López Jimeno “Manual de Perforación y Voladura de roca”
La altura de la carga de columna se calcula por diferencia entre la longitud del
barreno y la suma de la dimensión del retacado y de la carga de fondo.
Los consumos específicos de explosivo varían entre 250 y 550 g/m3 para los cuatro
grupos de rocas considerados.
Método de Ash
Según (López & López, 2003), el método de Ash muestra 5 relaciones para el
cálculo del Burden. La primera relación consiste en que el espaciamiento entre los
pozos puede ser expresado como una constante multiplicada por el burden.
65
S = KS ∗ B
Ecuación 5: Relación para el Espaciamiento
Donde:
Ks = Constante relacionada con el espaciado desde el Burden
S = Espaciamiento (pulg.)
B = Barden (pies)
Ilustración 15: Constante Ks.
Fuente: López Jimeno “Manual de Perforación y Voladura de roca”
B =KB ∗ D
12
Ecuación 6: Relación para el Barden
Donde:
KB = Constante que relaciona el Burden con el diámetro del pozo y depende
de la clase de roca y explosivo empleado.
D = Diámetro (Pulg.)
B = Barden (pies)
66
Tabla 1: Constante Kb según el tipo de roca y explosivo.
Fuente: Lopez Jimeno “Manual de Perforación y Voladura de roca”
J = KJ ∗ B
Ecuación 7: Relación para la Pasadura
KJ = Constante que relaciona la pasadura con el burden. El valor típico
ocupado para esta constante es 0,3.
T = KT ∗ B
Ecuación 8: Relación para el Taco
Donde:
KT se mueve entre 0.7 y 1.
67
L = KL ∗ B
Ecuación 9: Relación Profundidad del barreno
Donde:
KL = constante que relaciona el ancho del banco con el Burden, siendo su
valor mayor o igual a 1. De todas maneras, para minas a cielo abierto hoy en
día su valor varía entre 1,5 y 4.
El método de Ash no contempla las características geomecánicas de la roca y es
costoso, debido a que necesita de ensayos en terreno.
Método de Konya
Este se basa en la relación de Ash determinando el burden con relación al diámetro
de la carga explosiva y la densidad, tanto del explosivo como de la roca:
B = 3,15 ∗ D ∗ [ρe
ρr]
0,33
Ecuación 10: Relación para el Burden
Donde:
B = Burden (m).
D = Diámetro de la carga (pulgadas).
68
ρe = Densidad del explosivo.
ρr = Densidad de la roca.
Luego el Taco será B o 0.7B.
11.9. Vibraciones
Un buen diseño de tronadura hará que la mayor parte de la energía liberada sea
consumida para la fragmentación y solo una parte de esta para convertirse en
vibraciones. Estas vibraciones se producen por transmisión de energía mediante la
propagación de ondas sísmicas. Al detonar una carga explosiva, la onda de choque
que se genera en los pozos se propaga en diferentes direcciones, transmitiendo una
energía de vibración al macizo y por consiguiente deformaciones o daños a nivel
del entorno, ya sea a personas y/o estructuras cercanas. (Bocaz, 2018)
11.10. Variables que Determinan las Vibraciones
Las variables que influyen en las vibraciones producidas en el macizo rocoso son:
Carga explosiva, Tipo de explosivo, Tiempo de retardo, Superficie del terreno y
Ubicación de la tronadura
A su vez estas pueden agruparse, en variables controlables y no controlables.
Las controlables, la cantidad de carga explosiva por retardo, tipo y distribución del
explosivo, tiempos de cada retardo y el confinamiento de la carga explosiva.
Mientras que, las no controlables, se encuentra la superficie del terreno, el viento y
69
las condiciones climáticas, pero la de mayor importancia es la ubicación de la
tronadura.
El intervalo de tiempo o retardo es un factor crítico para las vibraciones, esto se
debe a que, al ajustar los tiempos de detonación de las cargas se puede regular la
razón de liberación de energía trasferida al macizo en forma de vibraciones. La
dispersión que presentan los elementos de retardo hace que algunos sectores de la
tronadura generen mayores niveles de vibración, mientras que otros producen
niveles de vibraciones menores. (Music, 2007)
11.11. Daños por Tronadura por Efecto de Vibraciones
El daño al macizo rocoso es cualquier deterioro de la resistencia de este, debido a
la presencia de fracturas, aberturas y/o cortes a lo largo de grietas y
discontinuidades que pueden ser causadas por diferentes procesos.
Cuando hablamos de daño, existen diferentes tipos, tenemos el daño inherente;
originado por movimientos tectónicos o debido a la presencia de discontinuidades,
fracturas o fallas. El daño inducido, es el cual se produce por el desarrollo minero.
(Casanegra, 2008)
El BID, Daño Inducido por la Explosión puede atribuirse a la onda de tensión y
frecuencia de vibración, existe un consenso que el BID es una función de la
velocidad máxima de la partícula, es decir, la velocidad de la partícula que vibra,
debido a una explosión, está en función de:
Presión de detonación
70
Confinamiento
Cantidad de Explosivo
La distancia desde el sitio de la explosión
La manera en la cual la onda compresiva decae a través del macizo rocoso
La superposición de esfuerzos creado por la secuencia de tronaduras en las
perforaciones adyacentes.
Es debido mencionar, que lo escrito anteriormente se entrelaza con las variables
que determinan las vibraciones, esto se debe a que una conlleva a la otra y ambas
producen un daño.
Las vibraciones inducidas por tronadura causan daño dependiendo del nivel de
energía que posean. Tales niveles de energía se pueden medir mediante el
desplazamiento, velocidad, aceleración y frecuencia de las vibraciones.
La velocidad de partícula máxima se define como la mayor velocidad de la partícula
en su posición cuando pasa la onda de detonación. (Casanegra, 2008)
La magnitud de las vibraciones depende de la distancia desde donde se monitorea,
la distancia entre la tronadura y la localización de los sismógrafos, la cantidad
máxima de explosivo por retardo, patrón de la tronadura, técnicas y tipos de carga
de los explosivos y orientación de la tronadura. (Casanegra, 2008)
La probabilidad de daño en las estructuras depende de la relación entre la
frecuencia dominante de las vibraciones en la roca y la frecuencia de vibración
inherente a la estructura. (Casanegra, 2008)
71
Para poder medir las vibraciones se emplea la teoría de que las ondas sísmicas
decaen con la distancia, a esta caída se le conoce como atenuación. La intensidad
de las ondas decae en forma regular, lo que las hace predecibles, permitiendo
regular las vibraciones. Por lo que para medir la intensidad de las vibraciones se
emplea normalmente la velocidad de la partícula (PPV), debido a que es poco
sensitiva a cambios geológicos, siendo más consistente y predecible para poder
registrarlas y estudiarlas. (Casanegra, 2008)
Para el estudio de las vibraciones un método comúnmente usado es la
normalización de la distancia, que combina la distancia y la energía del explosivo,
dividiendo la verdadera distancia (entre la tronadura y el sismógrafo) por la raíz
cuadrada de la cantidad máxima de explosivo por retardo. (Casanegra, 2008)
Esta relación está dada por la siguiente ecuación
PPV = k ∗ (R
q1/2)
β
Ecuación 11: Pal Roy, 2005
Donde:
PPV = Máxima Velocidad de partícula (mm/s),
R = Distancia desde el punto de medición al punto de tronadura (m),
q = Cantidad máxima de explosivo por retardo (Kg.),
k, β = Factores adimensionales de ajuste.
72
“Los valores K y β son constantes que deben ser estimadas. Ambas constantes
dependen directa o indirectamente de las condiciones geológicas. El valor K
depende directamente de las condiciones geológicas ya que está relacionado con
la impedancia; El valor β teóricamente tiene un valor de -3, sin embargo, puede
tener variaciones que dependen de la eficiencia sísmica de la carga” (Benjumea,
2003)
11.12. Monitoreo y Control de Vibraciones
El monitoreo y control de las vibraciones nace de la necesidad de atenuar o suprimir
este fenómeno producido por efecto de la detonación de explosivos, los principales
problemas que conllevan son, afecciones a las infraestructuras circundantes, la
percepción de las personas o perturbaciones al ambiente.
Para poder llevar un control de las vibraciones, estas se analizan a través del daño
que producen, con un correcto análisis de amplitud-frecuencia.
Como se mencionó en los puntos anteriores un correcto análisis de la velocidad de
partícula proveerá de datos representativos, que a través de criterios
internacionales permitirán analizar si se está alcanzando o no niveles de vibración
que pueda resultar en daño a una determinada estructura.
Existen otros factores que influyen en la capacidad de generar daño a estructuras,
como la duración de la vibración, y la resistencia de los elementos estructurales.
(GeoBlast, GeoBlast, 2018)
73
Medir las vibraciones producidas por una voladura ayuda a estimar la probabilidad
de daño que el macizo rocoso puede llegar a sufrir, también permite determinar la
velocidad crítica según el tipo de material del terreno, para así, conocer los límites
máximos permisibles en donde no se produzca algún daño al macizo, además el
monitoreo se puede emplear como una herramienta de diagnóstico y prevención,
para determinar el grado de interacción entre las variables de la voladura. (Quiroz,
2014)
La instrumentación que se utiliza para medir las vibraciones inducidas por la
tronadura en el macizo consta de sensores (geófonos o acelerómetros) que deben
instalarse siempre cercano al macizo, además de un sistema de cables que lleven
la señal captada por los sensores al equipo de monitoreo, el cual reciba la señal, la
amplifique y la guarde (sismógrafo). Todo esto en un computador que tenga
incorporado el software requerido para el traspaso y análisis de la información.
11.13. Modelo KUZ-RAM.
Este modelo ha sido desarrollado por Claude Cunninghan (1983), de la AECI de
Sudáfrica, a partir de la curva de distribución granulométrica de Rosín-Rammler y la
fórmula empírica del tamaño medio de los fragmentos procedentes de tronaduras
dada por V. M. Kuznetsov.
A partir de la ecuación original de Kuznetsov podremos determinar el tamaño medio
de la fragmentación, a través del factor de carga de TNT y a la estructura geológica.
�̅� = 𝐴 ∗ (𝑉𝑜
𝑄)
0.8
∗ 𝑄0.157
Ecuación 12: Ecuación inicial de Kuznetsov
74
X= Tamaño Medio de fragmentación (cm)
A = Factor de la Roca (7 para rocas medias, 10 para rocas duras y altamente
fisuradas, 13 para rocas dura con fisuras débiles)
Vo = Volumen de roca (metros cúbicos, m3) explotado por barreno calculando bordo
x espaciamiento x altura de banco
Q = Masa (Kg) de explosivo en cada barreno
S ANFO = Potencia relativa en peso al ANFO (ANFO = 100, TNT = 115)
Un desarrollo posterior que permitía el uso de otros explosivos diferentes al TNT,
fue incorporado por Cunningham a la ecuación de Kuznetsov. La ecuación final para
determinar el tamaño promedio de la fragmentación se muestra a continuación:
Para definir apropiadamente la curva de Rosin-Rammler, lo que se necesitaba era
el exponente "n” en lo siguiente ecuación:
𝑋50 = 𝐴 ∗ (𝑉𝑜
𝑄𝑒)
0.8
∗ 𝑄𝑒
16 ∗ [
115
𝑆𝑎𝑛𝑓𝑜]
0.633
Ecuación 13: Ecuación final de Kuznetsov.
𝑅 = 1 − 𝑒𝑥𝑝 [− (𝑥
𝑥𝑜)
𝑛
]
Ecuación 14: Ecuación de Rosin-Rambler.
75
De donde:
R = Proporción del material retenido en la malla
x = Tamaño de la malla
x0 = Constante empírica
n = Índice de uniformidad
Para obtener este valor, Cunningham utilizó datos de campo y un análisis de
regresión de los parámetros del campo que fueron estudiados previamente y así
obtuvo “n" en términos de:
Precisión de la barrenación
Relación del bordo con el diámetro del barreno
Planilla de barrenación cuadrada o alternada
Relación espaciamiento-bordo
Relación del largo de la carga con la altura del banco
𝑛 = (2.2 − 14 ∗ 𝐵
𝐷) ∗ [
1 +𝑆𝐵
2]
0.5
∗ (1 −𝑊
𝐵) ∗ (
𝐿
𝐻) ∗ 𝑃𝑆
Ecuación 15: Índice de Uniformidad.
n = índice de uniformidad
B = Bordo (m)
76
S = Espaciamiento (m)
D = Diámetro del barreno (mm)
W = Desviación estándar de la precisión (m) de la barrenación
L = Longitud de la carga por encima del (m) nivel de piso
H = Altura del banco (m)
PS = 1,1 para malla escalonada
La combinación de los algoritmos así desarrollados junto con la ecuación de
Kuznetsov, se convirtió en lo que se conoce cómo "El Modelo Kuz-Ram". (J.Konya
& N., 1976)
11.14. Índice de tronabilidad de Peter Lilly
Este índice fue desarrollado por Lilly, y nos da una idea de cuan fácil o difícil es volar
una roca. (Espinoza, 2018)
𝐵𝐼 = 0.5 (𝑅𝑀𝑅 + 𝐽𝑃𝑆 + 𝐽𝑃𝑂 + 𝑆𝐺𝐼 + 𝑅𝑆𝐼)
Ecuación 16: Índice de Lilly.
RMD = Descripción del macizo rocoso
JPS = Espaciamiento de las juntas planares
JPO = Orientación de las juntas planares
SPG = Gravedad especifica RSI = Dureza de la roca (Hardness)
RSI = 0.05(RC)
77
RC = Resistencia a la compresión simple (Mpa)
Tabla 2: Parámetros geomecánicos Índice de Lilly.
Fuente: E-Mining Technology, 2017
Parámetro Rating
RMD
Poco consolidado 10
Diaclasado en bloques (0,5 cm) 20
Diaclasado en bloques (1,0 m) 30
Diaclasado en bloques (˃ 1 m) 40
Masivo 50
JPS
Muy pequeño (˂ 0,1 m) 10
Pequeño (0,1 a 0,3 m) 20
Medio (0,3 a 0,6 m) 30
Grande (0,6 a 1,0 m) 40
Muy Grande (˃1,0 m) 50
JPO
Horizontal 10
Manteo hacia cara 20
Rumbo normal a cara 30
Manteo contra la cara 40
SGI SGI=25xDensidad-50 -
HD
Blanda 1
Promedio 2
Dura 5
Muy dura 8
Extremadamente dura 12
HD=0.05xUCS -
78
𝐴 = 0.12 ∗ 𝐵𝐼 (𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑐𝑎)
Ecuación 17: Factor de roca
11.15. JK SimBlast – 2D Bench
JK SimBlast fue desarrollado por JK Tech de Brisbane, Australia. Empresa particular
que se dedica a ofrecer soluciones prácticas a la industria minera con herramientas
innovadoras. Este software está compuesto por tres programas: 2D Bench; aplicado
en minería superficial, 2D File; aplicado en túneles, y 2D Ring; aplicado en minería
subterránea.
El software JK simBlast se utiliza en para poder administrar información de las
tronadura, permite integrar toda labor asociada con diseño, simulación, análisis y
optimización, incluyendo almacenamiento y manipulación de modelos, datos y
resultados. Obteniendo la visualización de cómo será la detonación de la secuencia
de disparo, detectando cualquier anomalía en el diseño de esta.
79
CAPITULO III: DESARROLLO
Con los datos de las reservas mineras presentes en la Mina El Dorado, se
estudiaran distintos tipos de diseños de tronaduras para lograr extraer el mineral de
interés, se evaluaran distintos tipos de cargas de fondo y cargas de columna
evaluando cada una cómo impacta en el costo mina del proyecto.
Tabla 3: Reservas minerales Mina el Dorado
Fuente: Informe geológico y diagnostico preliminar de recursos distrito minero El
Dorado
80
Tabla 4: Reservas minerales por rajo Mina El Dorado
Fuente: Informe geológico y diagnostico preliminar de recursos distrito minero El
Dorado
Aplicando regla de Taylor se obtiene la vida óptima de explotación y el ritmo óptimo
de producción, Al momento de realizar la explotación se asume los rajos se
explotaran de manera simultánea.
Tabla 5: Regla de Taylor
Regla de Taylor
Rajo voe(años) Promedio rop (Mt/año) Promedio
Rajo Norte 1 8,44 12,65 10,54 0,85 1,28 1,07
Rajo Norte 2 9,66 14,48 12,07 1,28 1,92 1,60
Rajo Central 7,38 11,07 9,23 0,57 0,86 0,72
Rajo Sur 12,38 18,57 15,47 2,70 4,05 3,37
TOTAL 11,83 1,69
Fuente: Elaboración Propia
81
El mandante espera una producción de 130.000 Ton/mes de concentrado de Fe.
Asumiendo una recuperación metalúrgica del 90% se tendrá:
𝑇𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑗𝑒 𝐹𝑒 𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 = 130.000 ∗100
90= 144.444
𝑡𝑜𝑛
𝑚𝑒𝑠
Ecuación 18: Tonelaje Fe a planta
Con una razón mineral/estéril de 1:3 se procesan 576.000 ton/mes de material.
Utilizando la razón de mineral y estéril anteriormente mencionados, sabiendo que la
densidades respectivas son 3.5 ton/m3 y 2.67 ton/m3 se obtienen los volúmenes a
remover.
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 = 144.444
3.5= 41.269
𝑚3
𝑚𝑒𝑠
Ecuación 19: Volumen mineral
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡é𝑟𝑖𝑙 = 432.000
2.67= 161.797
𝑚3
𝑚𝑒𝑠
Ecuación 20: Volumen estéril
Obteniendo de esta manera un total de 203.066 m3/mes a remover. Con una jornada
laboral de 30 días/mes.
82
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 206.066
30= 6868
𝑚3
𝑑𝑖𝑎
Ecuación 21: Volumen
Con el resultado anterior, sabiendo que los bancos serán de 10 metros de altura se
obtiene la superficie a perforar.
𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 = 6868
10= 687 𝑚2
Ecuación 22: Superficie
Para la realización de los diagramas de tronadura, se recopilaron los datos
geológicos y geomencanicos de la Mina El Dorado.
Tabla 6: Datos geológicos y geomecánicos
Fuente: Informe geológico y diagnostico preliminar de recursos distrito minero El
Dorado
83
Con los parámetros anteriores se evaluaron los métodos de diseño de tronadura
nombrados en el punto 10.11., decidiendo utilizar el método de bancos pequeños
de López Jimeno, ya que es el único de ellos que no necesita un explosivo dado
para obtener los parámetros de diseño, se decide realizar dos tamaños de
perforación 3” y 5”, aplicando los cálculos presentes en el punto 10.11.1 obteniendo
lo siguiente:
Fuente: Elaboración propia
Al momento de seleccionar los explosivos, se utilizan los datos que presenta el
software Jk bench, módulo 2D bench. Determinando según el criterio de carga
selectiva cual sería carga de fondo y carga de columna respectivamente.
Tabla 7: Parámetros según método López Jimeno
Angulo de inclinación 70 grados
Altura de banco 10 (m)
Diámetro del barreno 3" 5"
Piedra 3,15 (m) 4,375 (m)
Espaciamiento 3,87 (m) 5,375 (m)
Recatado 2,88 (m) 4 (m)
Sobreperforación 1,08 (m) 1,5 (m)
Longitud de barreno 11,7 (m) 12,1 (m)
Volumen arrancado 129,8 (m3) 250,3 (m3)
Rendimiento de arranque 11,1 (m2) 20,6 (m2)
Longitud carga de fondo 3,6 (m) 5 (m)
Longitud carga de columna 5,2 (m) 3,1 (m)
Perforación especifica 0,57 (1/m3) 0,59 (1/m3)
84
Para la carga de fondo se necesita un explosivo de alta densidad y potencia,
mientras que para la carga de columna basta un explosivo de baja densidad y
mediana potencia.
Dentro de los explosivos del software algunos no cumplían los parámetros de
perforación requerida, por ende se descartaron. A continuación se presenta una
tabla resumen de los explosivos presentes en el software y sus principales
características.
Tabla 8: Explosivos presentes en el software JK 2D bench
SG MJ/kg Us/kg M/s Mm
minimo
90
mm
125
mm
Tipo de
caga
anfo 0,8 3,78 0,45 3800 50 x x C.C.
H-anfo 1,0 1 3,65 0,46 3900 75 x x C.C.
H-anfo 1,10 1,1 3,62 0,48 4000 100 N/A x C.C.
H-anfo 1,15 1,15 3,58 0,5 4600 117 N/A x C.C.
H-anfo 1,20 1,2 3,53 0,53 4100 125 N/A x C.C.
H-anfo 1,30 1,3 3,51 0,58 4200 150 N/A N/A C.F.
H-anfo 1,35 1,35 3,44 0,61 4300 150 N/A N/A N/A
emul/anfo
60/40 1,25 3,16 0,6 5100 90 x x N/A
emul/anfo
70/30 1,25 3,1 0,6 5200 90 x x C.F.
emul/anfo
80/20 1,25 3,06 0,6 5300 80 x x C.F.
emul/anfo
90/10 1,25 2,9 0,6 5400 75 x x C.F.
emul/anfo
100/0 1,25 2,67 0,6 5600 65 x x C.F.
85
Fuente: Elaboración propia.
Aplicando los parámetros del método López Jimeno para bancos pequeños, se
propuso la siguiente malla de perforación para los explosivos con diámetro igual o
inferior a 3".
Ilustración 16: Malla base perforación de 3”
Fuente: Elaboración propia
emulsion 1,1 1,1 2,655 0,6 5100 90 x x C.F.
emulsion 1,15 1,15 2,655 0,6 5200 90 x x C.C.
emulsion1,2 1,2 2,655 0,6 5400 90 x x C.C.
emulsion1,25 1,25 2,655 0,6 5600 90 x x C.F.
Anfo diluido 50 0,46 3,5 0,4 2000 62 x x C.F.
86
El diseño de la malla de perforación se asumió en forma triangular con secuencia
de salida en cuña o en “v”, las perforaciones poseen un ángulo de inclinación de 70
grados paralelo a la cara del banco, permitiendo lograr una mayor proyección de
mineral y disminuir vibraciones existentes.
Para los retardos se utilizó Cordón detonante entre filas y columnas, para la carga
de fondo se utilizó un Primer conectado mediante nonel.
Tabla 9: Tiempos de retardo
Tiempo de retardo (ms) Disposición
25 Entre filas
67 Entre columnas
750 Primer
Fuente: Elaboración propia.
Considerando la distancia de seguridad mínima para minería a cielo abierto de 500
m, se agrega una mecha de seguridad de 5 metros que se consume a una velocidad
de 150 s/m, permitiendo al personal retirarse de la zona de peligro.
Tabla 10: Costo accesorios y mano de obra
Fuente: Elaboración propia
87
Aplicando los parámetros del método López Jimeno para bancos pequeños, se
propuso la siguiente malla de perforación para los explosivos con diámetro igual o
inferior a 5".
Ilustración 17: Malla base perforación de 5”
Fuente: Elaboración propia
El diseño de la malla de perforación se asumió en forma triangular con secuencia
de salida en cuña o en “v”, las perforaciones poseen un ángulo de inclinación de 70
grados paralelo a la cara del banco, permitiendo lograr una mayor proyección de
mineral y disminuir vibraciones existentes.
88
Para los retardos se utilizó Cordón detonante entre filas y columnas, para la carga
de fondo se utilizó un Primer conectado mediante nonel.
Tabla 11: Tiempos de retardo
Tiempo de retardo (ms) Disposición
25 Entre filas
67 Entre columnas
750 Primer
Fuente: Elaboración propia
Considerando la distancia de seguridad mínima para minería a cielo abierto de 500
m, se agrega una mecha de seguridad de 5 metros que se consume a una velocidad
de 150 s/m, permitiendo al personal retirarse de la zona de peligro.
Tabla 12: Costos de accesorios y mano de obra
Costo accesorios voladura 5"
Cordón detonante 0,1 us/m 17,1 USD
Nonel 0,1 us/m 0,99 USD
Primer 1 us/ unidad 1 USD
Mecha seguridad 0,3 us/m 1,5 USD
Costo mano de obra
Personal 10 us/h 120 USD
Fuente: Elaboración propia
Utilizando Anfo como carga de columna se obtuvo la siguiente información respecto
a las cargas de explosivos aplicando los cálculos del punto 10.11.1:
89
Tabla 13: Cantidad de explosivos
c. de
fondo (Kg)
c. de
columna
(Kg)
c. barreno
(Kg)
c.
especifico
(Kg/m3)
Tamaño de
perforaciones 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 89,1 n/a 30,8 n/a 119,9 n/a 0,5
emul/anfo 60/40 34,6 48,1 26,7 30,8 61,3 78,9 0,5 0,3
emul/anfo 70/30 34,6 48,1 26,7 30,8 61,3 78,9 0,5 0,3
emul/anfo 80/20 27,4 38,0 26,7 30,8 54,0 68,8 0,4 0,3
emul/anfo 90/10 24,1 33,4 26,7 30,8 50,7 64,2 0,4 0,3
emul/anfo 100/0 18,1 25,1 26,7 30,8 44,7 55,9 0,3 0,2
emulsion1,2 33,3 46,2 26,7 30,8 59,9 77,0 0,5 0,3
emulsion1,25 34,6 48,1 26,7 30,8 61,3 78,9 0,5 0,3
Fuente: Elaboración propia
Con los parámetros anteriormente mencionados y gracias a la función análisis de
fragmentación del software JK 2D bench mediante Kuz-Ram se llegó al siguiente
grafico que muestra el tamaño de partícula generado por las distintas
combinaciones de explosivos.
90
Gráfico 1: Tamaño partícula
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 2: Costos tronaduras
Fuente: Elaboración propia
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Met
ros
Explosivos carga de fondo
Tamaño Particula con Anfo como carga de columna
3" 5"
$0.00
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
$2,500.00
USD
Explosivos carga de fondo
Costo tronadura con Anfo como carga de columna
3" 5"
91
Utilizando Heavy Anfo 1,0 como carga de columna se obtuvo la siguiente
información respecto a las cargas de explosivos aplicando los cálculos del punto
10.11.1:
Tabla 14: Cantidad de explosivos
c. de
fondo (Kg)
c. de
columna
(Kg)
c. barreno
(Kg)
c. especifico
(Kg/m3)
Tamaño de
perforaciones 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 89,1 n/a 38,5 n/a 127,6 n/a 0,5
emul/anfo 60/40 34,6 48,1 33,3 38,5 68,0 86,6 0,5 0,3
emul/anfo 70/30 34,6 48,1 33,3 38,5 68,0 86,6 0,5 0,3
emul/anfo 80/20 27,4 38,0 33,3 38,5 60,7 76,5 0,5 0,3
emul/anfo 90/10 24,1 33,4 33,3 38,5 57,4 71,9 0,4 0,3
emul/anfo 100/0 18,1 25,1 33,3 38,5 51,4 63,6 0,4 0,3
emulsion1,2 33,3 46,2 33,3 38,5 66,6 84,7 0,5 0,3
emulsion1,25 34,6 48,1 33,3 38,5 68,0 86,6 0,5 0,3
Fuente: Elaboración propia
Con los parámetros anteriormente mencionados y gracias a la función análisis de
fragmentación del software JK 2D bench mediante Kuz-Ram se llegó al siguiente
grafico que muestra el tamaño de partícula generado por las distintas
combinaciones de explosivos.
92
Gráfico 3: Tamaño de partícula
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 4: Costos tronaduras
Fuente: Elaboración propia
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Me
tro
s
Explosivos carda de fondo
Tamaño Particula con H Anfo 1,0 como carga de columna
3" 5"
$0.00
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
$2,500.00
USD
Explosivos carga de fondo
Costo de tronadura con H Anfo 1,0 como carga de columna
3" 5"
93
Utilizando Heavy Anfo 1,10 como carga de columna se obtuvo la siguiente
información respecto a las cargas de explosivos aplicando los cálculos del punto
10.11.1 :
Tabla 15: Cantidad de explosivos
c. de
fondo
(Kg)
c. de columna
(Kg)
c. barreno
(Kg)
c. especifico
(Kg/m3)
Tamaño de
perforaciones
3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 89,1 n/a 42,4 n/a 131,5 n/a 0,5
emul/anfo 60/40 n/a 48,1 n/a 42,4 n/a 90,5 n/a 0,4
emul/anfo 70/30 n/a 48,1 n/a 42,4 n/a 90,5 n/a 0,4
emul/anfo 80/20 n/a 38,0 n/a 42,4 n/a 80,4 n/a 0,3
emul/anfo 90/10 n/a 33,4 n/a 42,4 n/a 75,8 n/a 0,3
emul/anfo 100/0 n/a 25,1 n/a 42,4 n/a 67,5 n/a 0,3
emulsion1,2 n/a 46,2 n/a 42,4 n/a 88,6 n/a 0,4
emulsion1,25 n/a 48,1 n/a 42,4 n/a 90,5 n/a 0,4
Fuente: Elaboración propia
Con los parámetros anteriormente mencionados y gracias a la función análisis de
fragmentación del software JK 2D bench mediante Kuz-Ram se llegó al siguiente
grafico que muestra el tamaño de partícula generado por las distintas
combinaciones de explosivos.
94
Gráfico 5: Tamaño de partícula
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 6: Costos tronaduras
Fuente: Elaboración propia
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Me
tro
s
Explosivos carga de fondo
Tamaño Particula con H Anfo 1,10 como carga de columna
3" 5"
$0.00
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
$2,500.00
USD
Explosivos carga de fondo
Costo de tronadura con H Anfo 1,10 como carga de columna
3" 5"
95
Utilizando Heavy Anfo 1,15 como carga de columna se obtuvo la siguiente
información respecto a las cargas de explosivos aplicando los cálculos del punto
10.11.1 :
Tabla 16: Cantidad de explosivos
c. de
fondo
(Kg)
c. de columna
(Kg)
c. barreno
(Kg)
c. especifico
(Kg/m3)
Tamaño de
perforaciones 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 89,1 n/a 44,3 n/a 133,4 n/a 0,5
emul/anfo 60/40 n/a 48,1 n/a 44,3 n/a 92,4 n/a 0,4
emul/anfo 70/30 n/a 48,1 n/a 44,3 n/a 92,4 n/a 0,4
emul/anfo 80/20 n/a 38,0 n/a 44,3 n/a 82,3 n/a 0,3
emul/anfo 90/10 n/a 33,4 n/a 44,3 n/a 77,7 n/a 0,3
emul/anfo 100/0 n/a 25,1 n/a 44,3 n/a 69,4 n/a 0,3
emulsion1,2 n/a 46,2 n/a 44,3 n/a 90,5 n/a 0,4
emulsion1,25 n/a 48,1 n/a 44,3 n/a 92,4 n/a 0,4
Fuente: Elaboración propia
Con los parámetros anteriormente mencionados y gracias a la función análisis de
fragmentación del software JK 2D bench mediante Kuz-Ram se llegó al siguiente
grafico que muestra el tamaño de partícula generado por las distintas
combinaciones de explosivos.
96
Gráfico 7: Tamaño de partícula
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 8: Costos tronadura
Fuente: Elaboración propia
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Me
tro
s
Explosivos carga de fondo
Tamaño Particula con H Anfo 1,15 como carga de columna
3" 5"
$0.00
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
$2,500.00
USD
Explosivos carga de fondo
Costo de tronadura con H Anfo 1,15 como carga de columna
3" 5"
97
Utilizando Emulsión 1,10 como carga de columna se obtuvo la siguiente información
respecto a las cargas de explosivos aplicando los cálculos del punto 10.11.1 :
Tabla 17: Cantidad de explosivos
c. de
fondo (Kg)
c. de
columna
(Kg)
c. barreno
(Kg)
c.
especifico
(Kg/m3)
Tamaño de
perforaciones 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 89,1 n/a 42,4 n/a 131,5 n/a 0,5
emul/anfo 60/40 34,6 48,1 36,7 42,4 71,3 90,5 0,5 0,4
emul/anfo 70/30 34,6 48,1 36,7 42,4 71,3 90,5 0,5 0,4
emul/anfo 80/20 27,4 38,0 36,7 42,4 64,0 80,4 0,5 0,3
emul/anfo 90/10 24,1 33,4 36,7 42,4 60,7 75,8 0,5 0,3
emul/anfo 100/0 18,1 25,1 36,7 42,4 54,7 67,5 0,4 0,3
emulsion1,2 33,3 46,2 36,7 42,4 69,9 88,6 0,5 0,4
emulsion1,25 34,6 48,1 36,7 42,4 71,3 90,5 0,5 0,4
Fuente: Elaboración propia
Con los parámetros anteriormente mencionados y gracias a la función análisis de
fragmentación del software JK 2D bench mediante Kuz-Ram se llegó al siguiente
grafico que muestra el tamaño de partícula generado por las distintas
combinaciones de explosivos.
98
Gráfico 9: Tamaño de partícula
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 10: Costos tronaduras
Fuente: Elaboración propia
00.20.40.60.8
11.21.41.6
Me
tro
s
Explosivos carga de fondo
Tamaño Particula con Emulsión 1,10 como carga de columna
3" 5"
$0.00
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
$2,500.00
$3,000.00
USD
Explosivos carga de fondo
Costo de tronadura con Emulsión 1,10 como carga de columna
3" 5"
99
Utilizando Emulsión 1,15 como carga de columna se obtuvo la siguiente información
respecto a las cargas de explosivos aplicando los cálculos del punto 10.11.1 :
Tabla 18: Cantidad de explosivos
Fuente: Elaboración propia
Con los parámetros anteriormente mencionados y gracias a la función análisis de
fragmentación del software JK 2D bench mediante Kuz-Ram se llegó al siguiente
grafico que muestra el tamaño de partícula generado por las distintas
combinaciones de explosivos.
Gráfico 11: Tamaño de partícula
c. de
fondo (Kg)
c. de
columna (Kg)
c. barreno
(Kg)
c. especifico
(Kg/m3)
Tamaño de
perforaciones 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 89,1 n/a 44,3 n/a 133,4 n/a 0,5
emul/anfo 60/40 34,6 48,1 38,3 44,3 73,0 92,4 0,6 0,4
emul/anfo 70/30 34,6 48,1 38,3 44,3 73,0 92,4 0,6 0,4
emul/anfo 80/20 27,4 38,0 38,3 44,3 65,7 82,3 0,5 0,3
emul/anfo 90/10 24,1 33,4 38,3 44,3 62,4 77,7 0,5 0,3
emul/anfo 100/0 18,1 25,1 38,3 44,3 56,4 69,4 0,4 0,3
emulsion1,2 33,3 46,2 38,3 44,3 71,6 90,5 0,6 0,4
emulsion1,25 34,6 48,1 38,3 44,3 73,0 92,4 0,6 0,4
100
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 12: Costo tronadura
Fuente: Elaboración propia
00.20.40.60.8
11.21.41.6
Me
tro
s
Explosivos carga de fondo
Tamaño Particula con Emulsión 1,15 como carga de columna
3" 5"
$0.00
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
$2,500.00
$3,000.00
USD
Explosivos carga de fondo
Costo de tronadura con Emulsión 1,15 como carga de columna
3" 5"
101
Utilizando Anfo diluido 50 como carga de columna se obtuvo la siguiente información
respecto a las cargas de explosivos aplicando los cálculos del punto 10.11.1 :
Tabla 19: Cantidad de explosivos
c. de fondo
(Kg)
c. de columna
(Kg)
c. barreno
(Kg)
c. especifico
(Kg/m3)
Tamaño
perforaciones 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 89,1 n/a 17,7 n/a 106,8 n/a 0,4
emul/anfo 60/40 34,6 48,1 15,3 17,7 50,0 65,8 0,4 0,3
emul/anfo 70/30 34,6 48,1 15,3 17,7 50,0 65,8 0,4 0,3
emul/anfo 80/20 27,4 38,0 15,3 17,7 42,7 55,7 0,3 0,2
emul/anfo 90/10 24,1 33,4 15,3 17,7 39,4 51,1 0,3 0,2
emul/anfo 100/0 18,1 25,1 15,3 17,7 33,4 42,8 0,3 0,2
emulsion1,2 33,3 46,2 15,3 17,7 48,6 63,9 0,4 0,3
emulsion1,25 34,6 48,1 15,3 17,7 50,0 65,8 0,4 0,3
Fuente: Elaboración propia
Con los parámetros anteriormente mencionados y gracias a la función análisis de
fragmentación del software JK 2D bench mediante Kuz-Ram se llegó al siguiente
grafico que muestra el tamaño de partícula generado por las distintas
combinaciones de explosivos.
102
Gráfico 13: Tamaño de partícula
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 14: Costos tronaduras
Fuente: Elaboración propia
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
Me
tro
s
Explosivos carga de fondo
Tamaño Particula con Anfo diluido 50 como carga de columna
3" 5"
$0.00
$500.00
$1,000.00
$1,500.00
$2,000.00
USD
Explosivos carga de fondo
Costo de tronadura con Anfo diluido 50 como carga de columna
3" 5"
103
La realización de los cálculos para la evaluación de los distintos diseños de
tronaduras y su impacto en el costo mina se basa en la siguiente tabla:
Tabla 20: Valores porcentuales de operaciones unitarias
Rangos %
costo perforación 10 15 Costo global op. mina
costo tronadura 8 14 Costo global op. Mina
costo accesorios 5 8 costo global de tronadura
costo c y t 45 65 Costo global op. Mina
servicios mina 12 20 Costo global op. Mina
Fuente: RODRIGUEZ, 1991
Se consideró un promedio entre los rangos presentes en los porcentajes de cada
operación mina, de esta manera se realizaron los cálculos necesarios para su
obtención de su costo en dólares por tonelada de mineral (ver anexo 3).
En los siguientes gráficos se aprecia el costo mina de cada combinación de
explosivos en dólares por tonelada de mineral.
104
Gráfico 15: Costo mina Anfo como c.c.
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 16: Costo mina H-anfo 1,0 como c.c.
Fuente: Elaboración propia
$0.00$0.20$0.40$0.60$0.80$1.00$1.20$1.40$1.60
US/
to
n m
iner
al
Explosivos carga de fondo
Costo Mina con Anfo como carga de columna
3" 5"
$0.00$0.20$0.40$0.60$0.80$1.00$1.20$1.40$1.60$1.80
US/
to
n m
iner
al
Explosivos carga de fondo
Costo mina con H-Anfo 1,0 como carga de columna
3" 5"
105
Gráfico 17: Costo mina con H-anfo 1,10 como c.c.
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 18: Costo mina con H-anfo 1,15 como c.c.
Fuente: Elaboración propia
$0.00$0.20$0.40$0.60$0.80$1.00$1.20$1.40$1.60$1.80
US/
to
n m
iner
al
Explosivos carga de fondo
Costo Mina con H-Anfo 1,10 como carga de columna
3" 5"
$0.00$0.20$0.40$0.60$0.80$1.00$1.20$1.40$1.60$1.80
US/
to
n m
iner
al
Explosivos carga de fondo
Costo Mina con H-Anfo 1,15 como carga de columna
3" 5"
106
Gráfico 19: Costo mina con Emulsión 1,10 como c.c
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 20: Costo mina con Emulsión 1,15 como c.c.
Fuente: Elaboración propia
$0.00$0.20$0.40$0.60$0.80$1.00$1.20$1.40$1.60$1.80$2.00
US/
to
n m
iner
al
Explosivos carga de fondo
Costo mina con Emusión 1,10 como carga de columna
3" 5"
$0.00$0.20$0.40$0.60$0.80$1.00$1.20$1.40$1.60$1.80$2.00
US/
to
n m
ine
ral
Explosivos carga de fondo
Costo Mina con Emulsión 1,15 como carga de columna
3" 5"
107
Gráfico 21: Costo mina con Anfo diluido 50 como c.c.
Fuente: Elaboración propia
$0.00
$0.20
$0.40
$0.60
$0.80
$1.00
$1.20
$1.40
US/
to
n m
iner
al
Explosivos carga de fondo
Costo Mina con Anfo diluido 50 como carga de columna
3" 5"
108
CAPITULO IV: RESULTADOS
A continuación se detallan los casos más favorables en cuanto a tamaño de
partícula resultante de tronadura para perforaciones de 3" y 5” respectivamente.
Ilustración 18: Malla caso favorable técnicamente perforación 3“
Fuente: Elaboración propia
109
Gráfico 22: Curva tamaño partícula caso favorable técnicamente perforación 3“
Fuente: Elaboración propia
Tabla 21: Tamaño partícula caso favorable técnicamente perforación 3”
Fuente: Elaboración propia
% Pasante Tamaño partícula (m)
P(20) 0,132
P(50) 0,254
P(80) 0,413
110
Ilustración 19: Malla favorable técnicamente perforación 5”
Fuente: Elaboración propia
111
Gráfico 23: Curva tamaño partícula caso favorable perforación 5”
Fuente: Elaboración propia
Tabla 22: Tamaño de partícula caso favorable perforación 5”
Fuente: Elaboración propia
%Pasante Tamaño partícula (m)
P(20) 0,138
P(50) 0,272
P(80) 0,435
112
A continuación se detallan los casos más favorables económicamente para los
casos de perforaciones 3"y 5” respectivamente
Ilustración 20: Malla caso favorable económicamente perforación 3”
Fuente: Elaboración propia
113
Gráfico 24: Curva tamaño partícula caso favorable económicamente perforación
3”
Fuente: Elaboración propia
Tabla 23: Tamaño partícula caso favorable económicamente perforación 3”
%Pasante Tamaño partícula (m)
P(20) 0,209
P(50) 0,483
P(80) 0,9
Fuente: Elaboración propia
114
Ilustración 21: Malla caso favorable económicamente perforación 5”
Fuente: Elaboración propia
115
Gráfico 25: Curva Tamaño partícula caso favorable económicamente perforación
5”
Fuente: Elaboración propia
Tabla 24: Tamaño partícula caso favorable económicamente perforación 5”
%Pasante Tamaño partícula (m)
P(20) 0,187
P(50) 0,698
P(80) 1,856
Fuente: Elaboración propia
116
En la siguiente tabla resumen se ve reflejado los casos más favorables en cuanto a
costo mina, costo de tronadura y tamaño de partícula
Tabla 25: Tabla resumen
Fuente: Elaboración propia
El siguiente grafico representa el costo mina v/s el tamaño de partícula de los casos
favorables.
117
Gráfico 26: Costo mina v/s tamaño partícula
Fuente: Elaboración propia
118
CONCLUSIONES
La base para un buen diseño de tronadura son los parámetros de las perforaciones,
siendo la tronadura el primer proceso de conminación, es sabido que al no cumplirse
las especificaciones técnicas aumenta el riesgo de la operación, lo que llevara a un
mal tamaño de partícula haciendo necesaria una reducción secundaria, elevando
los costos operacionales.
La operación de carguío será más lenta ya que con una mala granulometría se
dañaran los equipos por el no cumplimiento de sus requisitos operacionales, así
mismo la operación de transporte bajara su rendimiento al ser cargado con colpas
no óptimas.
Para lograr mejores fragmentaciones, la fuerza liberada por la onda expansiva
resultante de la detonación depende de la densidad, la velocidad de detonación y la
potencia que presentan los explosivos.
En los casos estudiados se logró cumplir los objetivos planteados en este trabajo,
obteniendo una granulometría de 413 milímetros utilizando Emulsión/Anfo 60/ 40
como carga de fondo y Heavy Anfo 1.0 como carga de columna para perforaciones
de 3”, siendo esta la más óptima desde un punto de vista técnico obteniendo un
costo por tronadura de 2163,47 USD y un costo mina de 1,55 USD/ton de material.
La combinación Emulsión/Anfo 100/0 como carga de fondo y Anfo diluido 50 como
carga de columna para perforaciones de 5” es la más rentable económicamente con
un costo por tronadura de 801,34 USD y un costo mina de 0,57 USD/ton de material
pero genera una granulometría de 1,856 metros haciendo necesaria una reducción
secundaria.
119
Como hemos visto en los casos propuestos, mientras más pequeño sea la
granulometría generada, mayor será el costo de la tronadura y el costo mina, pero
debemos considerar que un mal resultado de la tronadura desencadena muchos
problemas en operaciones posteriores, bajando sus rendimientos y por ende
incrementando los costos de estos.
120
RECOMENDACIONES
Para estudios posteriores es recomendable realizar un análisis de vibraciones,
considerando que vibraciones muy altas afectaran de manera directa a la estabilidad
del talud más cercano, generando desprendimiento de material causando daños y
retrasando el proyecto. Con en la análisis de vibraciones también se debe estudiar
los decibeles que se generan al momento de realizar la tronadura, ya que existen
distintas normativas que la regulan.
Este estudio puede ser adaptable en distintos parámetros, los cuales se deben
realizar insitu, debido a que en el día a día pueden ocurrir distintas eventualidades
al momento de realizar la tronadura, donde el personal a cargo de esta operación
debe tomar decisiones de gran importancia, permitiendo así lograr el objetivo que
es realizar una buena tronadura.
121
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123
ANEXOS
Anexo 1: Costo tronadura para cada combinación de explosivos.
Explosivo primer mecha seguridad Personal
anfo 3" 5" 1 us/ unidad 0,3 us/m 10 us/h 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a $1.832,77 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.969,69
emul/anfo 60/40 $1.836,14 $1.282,17 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.976,73 $1.419,09
emul/anfo 70/30 $1.836,14 $1.282,17 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.976,73 $1.419,09
emul/anfo 80/20 $1.591,87 $1.100,42 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.732,46 $1.237,34
emul/anfo 90/10 $1.480,51 $1.017,56 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.621,10 $1.154,48
emul/anfo 100/0 $1.279,34 $867,89 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.419,93 $1.004,81
emulsion1,2 $1.789,59 $1.247,53 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.930,18 $1.384,45
emulsion1,25 $1.836,14 $1.282,17 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.976,73 $1.419,09
H-anfo 1,0 3" 5" 1 us/ unidad 0,3 us/m 10 us/h 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a $1.948,38 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $2.085,30
emul/anfo 60/40 $2.022,88 $1.397,78 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.163,47 $1.534,70
emul/anfo 70/30 $2.022,88 $1.397,78 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.163,47 $1.534,70
emul/anfo 80/20 $1.778,60 $1.216,03 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.919,19 $1.352,95
emul/anfo 90/10 $1.667,24 $1.133,17 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.807,83 $1.270,09
emul/anfo 100/0 $1.466,08 $983,49 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.606,67 $1.120,41
emulsion1,2 $1.976,32 $1.363,14 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.116,91 $1.500,06
emulsion1,25 $2.022,88 $1.397,78 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.163,47 $1.534,70
H-anfo 1,10 3" 5" 1 us/ unidad 0,3 us/m 10 us/h 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a $2.026,99 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $2.163,91
emul/anfo 60/40 n/a $1.476,39 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.613,31
emul/anfo 70/30 n/a $1.476,39 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.613,31
emul/anfo 80/20 n/a $1.294,64 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.431,56
emul/anfo 90/10 n/a $1.211,78 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.348,70
emul/anfo 100/0 n/a $1.062,11 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.199,03
emulsion1,2 n/a $1.441,75 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.578,67
emulsion1,25 n/a $1.476,39 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.613,31
H-anfo 1,15 3" 5" 1 us/ unidad 0,3 us/m 10 us/h 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a $2.081,33 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $2.218,25
emul/anfo 60/40 n/a $1.530,73 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.667,65
emul/anfo 70/30 n/a $1.530,73 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.667,65
emul/anfo 80/20 n/a $1.348,98 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.485,90
emul/anfo 90/10 n/a $1.266,12 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.403,04
emul/anfo 100/0 n/a $1.116,44 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.253,36
emulsion1,2 n/a $1.496,09 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.633,01
emulsion1,25 n/a $1.530,73 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.667,65
emulsion 1,1 3" 5" 1 us/ unidad 0,3 us/m 10 us/h 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a $2.179,59 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $2.316,51
emul/anfo 60/40 $2.396,35 $1.628,99 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.536,94 $1.765,91
emul/anfo 70/30 $2.396,35 $1.628,99 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.536,94 $1.765,91
emul/anfo 80/20 $2.152,08 $1.447,24 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.292,67 $1.584,16
emul/anfo 90/10 $2.040,72 $1.364,38 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.181,31 $1.501,30
emul/anfo 100/0 $1.839,55 $1.214,71 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.980,14 $1.351,63
emulsion1,2 $2.349,79 $1.594,35 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.490,38 $1.731,27
emulsion1,25 $2.396,35 $1.628,99 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.536,94 $1.765,91
emulsion 1,15 3" 5" 1 us/ unidad 0,3 us/m 10 us/h 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a $2.214,27 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $2.351,19
emul/anfo 60/40 $2.452,37 $1.663,67 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.592,96 $1.800,59
emul/anfo 70/30 $2.452,37 $1.663,67 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.592,96 $1.800,59
emul/anfo 80/20 $2.208,10 $1.481,92 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.348,69 $1.618,84
emul/anfo 90/10 $2.096,74 $1.399,07 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.237,33 $1.535,99
emul/anfo 100/0 $1.895,57 $1.249,39 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.036,16 $1.386,31
emulsion1,2 $2.405,81 $1.629,03 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.546,40 $1.765,95
emulsion1,25 $2.452,37 $1.663,67 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $2.592,96 $1.800,59
diluted anfo 50 3" 5" 1 us/ unidad 0,3 us/m 10 us/h 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a $1.629,30 n/a $13,45 n/a $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $0,00 $1.766,22
emul/anfo 60/40 $1.507,49 $1.078,71 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.648,08 $1.215,63
emul/anfo 70/30 $1.507,49 $1.078,71 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.648,08 $1.215,63
emul/anfo 80/20 $1.263,21 $896,95 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.403,80 $1.033,87
emul/anfo 90/10 $1.151,85 $814,10 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.292,44 $951,02
emul/anfo 100/0 $950,69 $664,42 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.091,28 $801,34
emulsion1,2 $1.460,93 $1.044,07 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.601,52 $1.180,99
emulsion1,25 $1.507,49 $1.078,71 $17,10 $13,45 $0,99 $0,97 $1,00 $1,50 $120,00 $1.648,08 $1.215,63
0,1 us/m 0,1 us/m
costo malla cordon detonante nonel
0,1 us/m 0,1 us/m
0,1 us/m 0,1 us/m
0,1 us/m 0,1 us/m
costo tronadura
0,1 us/m 0,1 us/m
0,1 us/m 0,1 us/m
0,1 us/m 0,1 us/m
124
Anexo 2: Tamaño de partícula y costo de tronadura para cada combinación de
explosivos
Explosivo Tamaño Partícula
(m) costo tronadura (USD)
anfo 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 0,503 n/a 1969,69128
emul/anfo 60/40 0,475 0,889 1976,7308 1419,09281
emul/anfo 70/30 0,479 0,893 1976,7308 1419,09281
emul/anfo 80/20 0,549 1,068 1732,45752 1237,34186
emul/anfo 90/10 0,598 1,197 1621,09764 1154,4848
emul/anfo 100/0 0,701 1,48 1419,93141 1004,80755
emulsion1,2 0,519 0,975 1930,17519 1384,45321
emulsion1,25 0,508 0,953 1976,7308 1419,09281
H-anfo 1,0 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 0,464 n/a 2085,29766
emul/anfo 60/40 0,413 0,78 2163,46704 1534,69919
emul/anfo 70/30 0,416 0,785 2163,46704 1534,69919
emul/anfo 80/20 0,468 0,923 1919,19376 1352,94824
emul/anfo 90/10 0,503 1,019 1807,83389 1270,09119
emul/anfo 100/0 0,575 1,226 1606,66765 1120,41393
emulsion1,2 0,443 0,843 2116,91143 1500,0596
emulsion1,25 0,436 0,828 2163,46704 1534,69919
H-anfo 1,10 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 0,456 n/a 2163,91
emul/anfo 60/40 n/a 0,758 n/a 1613,31153
emul/anfo 70/30 n/a 0,763 n/a 1613,31153
emul/anfo 80/20 n/a 0,894 n/a 1431,56058
emul/anfo 90/10 n/a 0,984 n/a 1348,70353
emul/anfo 100/0 n/a 1,179 n/a 1199,02627
emulsion1,2 n/a 0,817 n/a 1578,67194
125
emulsion1,25 n/a 0,803 n/a 1613,31153
H-anfo 1,15 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 0,435 n/a 2218,245
emul/anfo 60/40 n/a 0,75 n/a 1667,64653
emul/anfo 70/30 n/a 0,755 n/a 1667,64653
emul/anfo 80/20 n/a 0,883 n/a 1485,89558
emul/anfo 90/10 n/a 0,971 n/a 1403,03852
emul/anfo 100/0 n/a 1,161 n/a 1253,36127
emulsion1,2 n/a 0,807 n/a 1633,00694
emulsion1,25 n/a 0,793 n/a 1667,64653
emulsion 1,1 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 0,49 n/a 2316,51043
emul/anfo 60/40 0,454 0,849 2536,93952 1765,91195
emul/anfo 70/30 0,475 0,855 2536,93952 1765,91195
emul/anfo 80/20 0,52 1,017 2292,66624 1584,161
emul/anfo 90/10 0,564 1,133 2181,30637 1501,30395
emul/anfo 100/0 0,654 1,386 1980,14014 1351,62669
emulsion1,2 0,492 0,928 2490,38391 1731,27236
emulsion1,25 0,483 0,908 2536,93952 1765,91195
emulsion 1,15 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 0,485 n/a 2351,19234
emul/anfo 60/40 0,445 0,834 2592,9604 1800,59387
emul/anfo 70/30 0,448 0,84 2592,9604 1800,59387
emul/anfo 80/20 0,509 0,997 2348,68712 1618,84292
emul/anfo 90/10 0,551 1,108 2237,32724 1535,98586
emul/anfo 100/0 0,637 1,35 2036,16101 1386,30861
emulsion1,2 0,481 0,909 2546,40478 1765,95428
emulsion1,25 0,473 0,891 2592,9604 1800,59387
diluted anfo 50 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 n/a 0,543 n/a 1766,22405
126
emul/anfo 60/40 0,556 1,016 1648,07502 1215,62558
emul/anfo 70/30 0,561 1,025 1648,07502 1215,62558
emul/anfo 80/20 0,66 1,259 1403,80174 1033,87462
emul/anfo 90/10 0,736 1,439 1292,44186 951,017571
emul/anfo 100/0 0,9 1,856 1091,27563 801,340316
emulsion1,2 0,623 1,146 1601,5194 1180,98598
emulsion1,25 0,607 1,113 1648,07502 1215,62558
.
127
Anexo 3: Costos operaciones mina para cada combinación de explosivos
Explosivo
anfo 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5" 3" 5"
H-anfo 1,20 N/A $0,15 N/A $0,18 N/A $0,77 N/A $0,23 N/A $1,41
emul/anfo 60/40 $0,16 $0,11 $0,18 $0,13 $0,78 $0,56 $0,23 $0,16 $1,41 $1,01
emul/anfo 70/30 $0,16 $0,11 $0,18 $0,13 $0,78 $0,56 $0,23 $0,16 $1,41 $1,01
emul/anfo 80/20 $0,14 $0,10 $0,15 $0,11 $0,68 $0,49 $0,20 $0,14 $1,24 $0,88
emul/anfo 90/10 $0,13 $0,09 $0,14 $0,10 $0,64 $0,45 $0,19 $0,13 $1,16 $0,82
emul/anfo 100/0 $0,11 $0,08 $0,13 $0,09 $0,56 $0,39 $0,16 $0,11 $1,01 $0,72
emulsion1,2 $0,15 $0,11 $0,17 $0,12 $0,76 $0,54 $0,22 $0,16 $1,38 $0,99
emulsion1,25 $0,16 $0,11 $0,18 $0,13 $0,78 $0,56 $0,23 $0,16 $1,41 $1,01
H-anfo 1,0
H-anfo 1,20 N/A $0,16 N/A $0,19 N/A $0,82 N/A $0,24 N/A $1,49
emul/anfo 60/40 $0,17 $0,12 $0,19 $0,14 $0,85 $0,60 $0,25 $0,18 $1,55 $1,10
emul/anfo 70/30 $0,17 $0,12 $0,19 $0,14 $0,85 $0,60 $0,25 $0,18 $1,55 $1,10
emul/anfo 80/20 $0,15 $0,11 $0,17 $0,12 $0,75 $0,53 $0,22 $0,15 $1,37 $0,97
emul/anfo 90/10 $0,14 $0,10 $0,16 $0,11 $0,71 $0,50 $0,21 $0,15 $1,29 $0,91
emul/anfo 100/0 $0,13 $0,09 $0,14 $0,10 $0,63 $0,44 $0,18 $0,13 $1,15 $0,80
emulsion1,2 $0,17 $0,12 $0,19 $0,13 $0,83 $0,59 $0,24 $0,17 $1,51 $1,07
emulsion1,25 $0,17 $0,12 $0,19 $0,14 $0,85 $0,60 $0,25 $0,18 $1,55 $1,10
H-anfo 1,10
H-anfo 1,20 N/A $0,17 N/A $0,19 N/A $0,85 N/A $0,25 N/A $1,55
emul/anfo 60/40 N/A $0,13 N/A $0,14 N/A $0,63 N/A $0,18 N/A $1,15
emul/anfo 70/30 N/A $0,13 N/A $0,14 N/A $0,63 N/A $0,18 N/A $1,15
emul/anfo 80/20 N/A $0,11 N/A $0,13 N/A $0,56 N/A $0,16 N/A $1,02
emul/anfo 90/10 N/A $0,11 N/A $0,12 N/A $0,53 N/A $0,15 N/A $0,96
emul/anfo 100/0 N/A $0,09 N/A $0,11 N/A $0,47 N/A $0,14 N/A $0,86
emulsion1,2 N/A $0,12 N/A $0,14 N/A $0,62 N/A $0,18 N/A $1,13
emulsion1,25 N/A $0,13 N/A $0,14 N/A $0,63 N/A $0,18 N/A $1,15
H-anfo 1,15
H-anfo 1,20 N/A $0,17 N/A $0,20 N/A $0,87 N/A $0,25 N/A $1,58
emul/anfo 60/40 N/A $0,13 N/A $0,15 N/A $0,66 N/A $0,19 N/A $1,19
emul/anfo 70/30 N/A $0,13 N/A $0,15 N/A $0,66 N/A $0,19 N/A $1,19
emul/anfo 80/20 N/A $0,12 N/A $0,13 N/A $0,58 N/A $0,17 N/A $1,06
emul/anfo 90/10 N/A $0,11 N/A $0,13 N/A $0,55 N/A $0,16 N/A $1,00
emul/anfo 100/0 N/A $0,10 N/A $0,11 N/A $0,49 N/A $0,14 N/A $0,90
emulsion1,2 N/A $0,13 N/A $0,15 N/A $0,64 N/A $0,19 N/A $1,17
emulsion1,25 N/A $0,13 N/A $0,15 N/A $0,66 N/A $0,19 N/A $1,19
emulsion 1,1
H-anfo 1,20 N/A $0,18 N/A $0,21 N/A $0,91 N/A $0,26 N/A $1,65
emul/anfo 60/40 $0,20 $0,14 $0,23 $0,16 $1,00 $0,69 $0,29 $0,20 $1,81 $1,26
emul/anfo 70/30 $0,20 $0,14 $0,23 $0,16 $1,00 $0,69 $0,29 $0,20 $1,81 $1,26
emul/anfo 80/20 $0,18 $0,12 $0,20 $0,14 $0,90 $0,62 $0,26 $0,18 $1,64 $1,13
emul/anfo 90/10 $0,17 $0,12 $0,19 $0,13 $0,86 $0,59 $0,25 $0,17 $1,56 $1,07
emul/anfo 100/0 $0,16 $0,11 $0,18 $0,12 $0,78 $0,53 $0,23 $0,15 $1,41 $0,97
emulsion1,2 $0,20 $0,14 $0,22 $0,15 $0,98 $0,68 $0,28 $0,20 $1,78 $1,24
emulsion1,25 $0,20 $0,14 $0,23 $0,16 $1,00 $0,69 $0,29 $0,20 $1,81 $1,26
emulsion 1,15
H-anfo 1,20 N/A $0,18 N/A $0,21 N/A $0,92 N/A $0,27 N/A $1,68
emul/anfo 60/40 $0,20 $0,14 $0,23 $0,16 $1,02 $0,71 $0,30 $0,21 $1,85 $1,29
emul/anfo 70/30 $0,20 $0,14 $0,23 $0,16 $1,02 $0,71 $0,30 $0,21 $1,85 $1,29
emul/anfo 80/20 $0,18 $0,13 $0,21 $0,14 $0,92 $0,64 $0,27 $0,19 $1,68 $1,16
emul/anfo 90/10 $0,18 $0,12 $0,20 $0,14 $0,88 $0,60 $0,26 $0,18 $1,60 $1,10
emul/anfo 100/0 $0,16 $0,11 $0,18 $0,12 $0,80 $0,54 $0,23 $0,16 $1,45 $0,99
emulsion1,2 $0,20 $0,14 $0,23 $0,16 $1,00 $0,69 $0,29 $0,20 $1,82 $1,26
emulsion1,25 $0,20 $0,14 $0,23 $0,16 $1,02 $0,71 $0,30 $0,21 $1,85 $1,29
diluted anfo 50
H-anfo 1,20 N/A $0,14 N/A $0,16 N/A $0,69 N/A $0,20 N/A $1,26
emul/anfo 60/40 $0,13 $0,10 $0,15 $0,11 $0,65 $0,48 $0,19 $0,14 $1,18 $0,87
emul/anfo 70/30 $0,13 $0,10 $0,15 $0,11 $0,65 $0,48 $0,19 $0,14 $1,18 $0,87
emul/anfo 80/20 $0,11 $0,08 $0,13 $0,09 $0,55 $0,41 $0,16 $0,12 $1,00 $0,74
emul/anfo 90/10 $0,10 $0,07 $0,12 $0,08 $0,51 $0,37 $0,15 $0,11 $0,92 $0,68
emul/anfo 100/0 $0,09 $0,06 $0,10 $0,07 $0,43 $0,31 $0,12 $0,09 $0,78 $0,57
emulsion1,2 $0,13 $0,09 $0,14 $0,11 $0,63 $0,46 $0,18 $0,13 $1,14 $0,84
emulsion1,25 $0,13 $0,10 $0,15 $0,11 $0,65 $0,48 $0,19 $0,14 $1,18 $0,87
costo tronadura (us/ton) costo perforacion (us/ton) costo c y t (us/ton) servicios mina (us/ton) costo mina (us/ton)