7/29/2019 Asesoria especializada en los procesos de perforacin y voladura de rocas
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Cerro de Pasco, 06 de Octubre del 2008
Seores:
VOLCAN CIA MINERA-EA CHUNGAR
Presente
Atencin. : Ing. SERGIO TASAYCO Superintendente Mina
Ref.: Informe, Asesoria especializada en los procesos de perforacin y voladura de rocas
Departamento de Perforacin y Voladura
De mi mayor consideracin:
Mediante la presente adjuntamos el informe del trabajo realizado en la E.A.-
CHUNGAR-VOLCAN COMPANIA MINERA SAA.
De tal manera que las eficiencias que se logren sean estandarizadas y se mantengan en el
tiempo
Agradecindole y a su disposicin para absolver cualquier consulta nos reiteramos sus
servidores.
Agradeciendo la gentil atencin brindada a la presente, quedamos de Uds.
Muy Atentamente,
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E.A.CHUNGAR-VOLCAN COMPANIA MINERA SAA
PERFORACION Y VOLADURA
CONTENIDO
1.- INTRODUCCIN
2.- SITUACIN ACTUAL
3.- PERFORACION
3.1 Aire Comprimido
3.2 Mantenimiento
3.3 Brocas y barrenos
3.4 Mallas de Perforacin
4.- VOLADURA CON CONTROL SISMICO
4.1 Dimetro de Carga
4.2 Caractersticas de la Roca
4.3 Problemas comunes del entorno
5.- CONCLUSIONES
6.- RECOMENDACIONES
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1. INTRODUCCION
Es muy conocido que para ejecutar algn movimiento de material rocoso bsicamente en
minera necesitamos de dos sub.-procesos de minado muy importantes que es la Perforacin
y Voladura, bajo el contexto de los materiales que constituyen los macizos rocosos que
poseen ciertas caractersticas fsicas que son funcin de su origen y de los procesos
geolgicos posteriores que sobre ellos han actuado, es bien sabido que todo esto conduce a
un entorno, una litologa y estructura geolgica en un estado tensional con un nmero de
discontinuidades estructurales.
La evolucin de los sistemas de perforacin ha influido en gran manera sobre el
desarrollo de los explosivos y con ello en las tcnicas de voladura. Por un lado existe un
conjunto de variables controlables asociadas a los diferentes parmetros de las tcnicas
existentes para la fragmentacin de la roca y por otra un conjunto de variables no
controlables totalmente. Estos ltimos relacionados a las condiciones del terreno como ya
hemos comentado.
Este anlisis, basado en ese contexto, en el cual se han determinado problemas o vicios
dentro un aspecto muy importante que comprende la perforacin y la voladura. Que
detallamos en el desarrollo de este informe.
2. SITUACIN ACTUAL.
Las estadsticas indican que el principal causal de avances menores de 3mts en las
operaciones mineras del Nv 355, generan costos elevados, las cuales hemos podido concluir
en 10 puntos importantes:
1. Antes de realizar un servicio, necesitamos capacitar a las personas que van a
producir estos servicios.
2. Equipos y accesorios inadecuados de perforacin.
3. Mantenimiento inadecuado de los equipos de perforacin.
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4. Mal ciclado en la utilizacin de equipos y herramientas para un sostenido ciclo de
avance / disparo.
5. Marcar los puntos de gradiente para el control del desnivel y paralelismo en la
perforacin.
6. Diseo Geomtricos inapropiados en perforaciones con Jumbo para tipos de roca con
una resistencia a la compresin entre 50mpa -60mpa (Margas, rodocrosita, etc.).
7. Seleccin del explosivo de acuerdo a las caractersticas del macizo rocoso.
8. Mejora en el diseo del arranque utilizando cortes cilndricos apropiados.
9. Uso adecuado de accesorios de Voladura en longitudes y tiempos de salida.
10. Elaboracin de procedimientos escritos de trabajo que no llevan una secuencia de
paso a paso de la actividad de perforacin y voladura. (Diagrama de Flujo etc.).
De estos puntos cabe resaltar el hecho que no hay una secuencia apropiada de realizacin del
trabajo en la actividad de perforacin, para el tipo de roca emplazada ya sea en mineral o
desmonte en la EA-CHUNGAR es necesario tener mucho cuidado en la realizacin de la
perforacin, esta debe preveer una secuencia de tal manera que pueda evitarse el derrumbe
de los taladros. Por este motivo se hizo primariamente un anlisis los tcnicos de
Perforacin y Voladura en la mina. Los defectos que contribuyen al origen de estosproblemas.
Basados en el siguiente anlisis por cierto con la data recogida en 12 das estos nos pueden
dar una informacin de cmo se realiza el trabajo en el nivel 355.
Para esto se procedi a elaborar una hoja de verificacin para lo cual se detallan los
defectos comunes que se dan diariamente en las labores del NV 355 y se muestra un pareto
final del cual podemos verificar los puntos trascendentes a mejorar donde resolviendo el
20% de los problemas podemos aliviar el 80 porciento de nuestras deficiencias.
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H O JA DE VE RI FI CACI O N:De fe c tos e n Pe r for ac i n : Nv 355 V& T
FECHA Set Set Set Set Set Set Set Set Oct OCt
No. DEFECTOS
Sbado
23
Domingo
24
Lunes
25
Martes
26
Mircoles
27
Jueves
28
Viernes
29
Sbado
30
Domingo
01
Lunes
02 sub.Total1 No usan Cucharillas apropiadas 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20
2 No engrasan brocas antes de perforar 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20
3 Los jumbos tienen las gomas desgastadas 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20
4 Faltan manmetros a los jumbos 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20
5 No hay sopletes para el limpiado de taladros 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20
6 Perforacin con brocas sin afilar 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20
7 Falta copas de afilado 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 20
8 Falta guiadores apropiados 1 2 2 1 1 2 2 2 2 2 17
9 Falta pintado de mallas y seccin 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 16
10 Falta control de paralelismo 2 2 2 2 2 1 0 2 2 1 16
11 Mala regulacin de las presiones del equipo 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 15
12 Percusin en vaci 2 1 2 0 2 0 2 1 2 1 13
14 Dejan mucho tiempo expuestos los taladros perforados 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 11
15 No se pinta gradiente hasta 15nts con respecto al frente 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11
TOTAL 239
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ITEM DEFECTOS PARCIAL % PARCIAL %ACUM ACUM.
1 No usan Cucharillas apropiadas 20 8% 8% 20
2 No engrasan brocas antes de perforar 20 8% 17% 40
3 Los jumbos tienen las gomas desgastadas 20 8% 25% 60
4 Faltan manmetros a los jumbos 20 8% 33% 80
5 No hay sopletes para el limpiado de taladros 20 8% 42% 100
6 Perforacin con brocas sin afilar 20 8% 50% 120
7 Falta copas de afilado 20 8% 59% 140
8 Falta guiadores apropiados 17 7% 66% 157
9 Falta pintado de mallas y seccin 16 7% 72% 173
10 Falta control de paralelismo 16 7% 79% 189
11 Mala regulacin de las presiones del equipo 15 6% 85% 204
12 Percusin en vaci 13 5% 91% 217
14Dejan mucho tiempo expuestos los taladrosperforados 11 5% 95% 228
15No se pinta gradiente hasta 15nts con respecto alfrente 11 5% 100% 239
239 100% 1967
Del Item 1 al item 10 se muestra los problemas que se pueden aliviar de tal manera de atenuar
en gran medida el 80% de los defectos primarios
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Elaboracin del diagrama de Causa-Efecto del proceso de perforacin haciendo uso de las 5M para encontrar la raz o causaprincipal.
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Analizando las Causas raz dentro de las 5M tenemos:
Mano de Obra: Rendimiento; Capacitacin y Planificacin
Materiales y Herramientas: Rendimiento;Afilado de Brocas, Tipo de roca,
Capacitacin.
Maquina: Rendimiento; Maquina sobredimensionada, Aceros inadecuados,
presiones de mando elevadas.
Medio ambiente: Entorno;Presencia De humedad
Mtodos: Especificaciones; Seleccin de aceros de perforacin, Gradientes.
Del anlisis mostrado surgen las causas raz principal de las cuales estos resultados
estn basados en rendimientos, entorno y especificaciones tcnicas:
Por lo tanto concluimos que el factor tcnico en perforacin es el punto clave para poder
solucionar los problemas de estabilidad y avances en perforacin y voladura, si no se
soluciona el derrumbamiento de los taladros y no se logra optimizar la longitud de carga
para la mejor utilizacin de la energa del explosivo no se vera mejoras sustanciales as
utilicemos voladuras controladas como punto final del proceso.
Ya que estaramos saltando la valla sin darle solucin al problema principal o causa raz
principal.
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3.0 PERFORACION
3.1 Aire comprimido
En las Actuales circunstancias se hace necesario optimizar en algunas zonas la presin
de aire comprimido, pero un caso importante es proveer mangueras antiestticas con
tubos de polietileno, para la realizacin del sopleteo de los taladros una vez concluida la
perforacin y antes del carguio con explosivos.
Es importantsimo purgar la lnea de aire mnimo 3 minutos antes de iniciar cualquier
perforacin.
Para el caso de utilizacin de barras hexagonales de 14pies lo optimo seria perforar
12como mnimo, pero por razones de terreno solo se esta perforando en la mayora de
casos entre 10, y como consecuencia un avance de 6 a 7 pies netos, esto evidentemente
perjudica en gran parte los avances.
3.2 MANTENIMIENTO
Ejecutar un mantenimiento adecuado y sobre todo preventivo de los Jumbos Electro
Hidrulicos controlando bsicamente Las presiones de Percusin, Avance, Rotacin y
Agua.
Suministrar las gomas o topes para los Jumbos de manera de buscar estabilidad y
control del paralelismo en el taladro as como evitar el derrumbe del taladro en la boca
de inicio en los primero 20cm. Es imprescindible implementar plantillas de brocas de
botones a los perforistas y operadores de Jumbos. Esto contribuye a poder tener unmejor control del desgaste de los botones de las brocas R-32. El afilado es ms fcil y
ms econmico si los botones se afilan cuando la zona desgastada equivale a 1/3 del
dimetro del botn. O en su defecto las brocas de botones se deben afilar cuando la
velocidad de penetracin sea inaceptablemente baja.
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En los Jumbos Quassar los cambios de los centralizadores con desgaste excesivo es
necesario que se den oportunamente para evitar que la barra flexione demasiado
acelerando la fatiga y rotura de esta.
Colocar topes (Gomas) adecuados en el frontal de la viga de avance, de manera de no
esperar que se desgaste demasiado y cambiarlo.
todo mantenimiento preventivo implica tener en orden los cambios de repuestos o
accesorios de alta rotacin en un tiempo determinado.
Tope excesivamente
desgastado, la empresa que
brinda servicio debe
oportunamente cambiarlos
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La deslizadera debe estar presionada contra la roca durante la perforacin de modo que
no se mueva. Si se mueve, se podra doblar el tren de varillaje, dando lugar a roturas
prematuras y sobre todo desmejorar el paralelismo.
3.3 Brocas 45mm R-32 y Barras Hexagonales.
Ejecutar un correcto afilado de brocas y barrenos obteniendo la frecuencia de afilado
adecuada, permite obtener ahorros importantes.
El control deber hacerse en las labores donde se ejecuta la operacin.
Hacer el control de desgaste diametral de brocas y barrenos de manera que pueda
determinarse la sobre excavacin originados por la perforacin de estos. Inicialmente se
verific que estos pueden llagar hasta 3mm.
Tope enoperacin
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Rotura de Faldn de la broca.
El tipo de rotura transversal del faldn de una broca de botones es causado en general
por un golpe en vaco. Sin suficiente resistencia departe de la roca, la onda de choque
de la perforadora se transforma en tensin de traccin en la broca. Esto puede ser
causado por insuficiente presin de alimentacin (fuerza de avance) o por perforar con
juntas (roscas) flojas. Un error comn puede ser perforar con una fuerza de impacto
demasiado elevada (presin de percusin), lo que ajusta demasiado las juntas de las
barras de perforacin. Si la rotura se produce ms abajo, en el faldn, la razn tambin
puede ser un mal ajuste debido al uso de una broca nueva y una barra usada o viceversa.
La energa de impacto se debe ajustar siempre para adaptarla a la formacin de roca que
se este perforando. Cuando se perfora en Mineral deleznable y alterado, se necesita
menos energa, por lo cual se debe reducir la presin de percusin y avance y no
llavarlos a niveles de presiones como si estuviramos en rocas duras. Gran error es
pretender sacar un disparo a costa de todo encubriendo ineficiencias operativas que nada
solucionan el problema de generar mayor productividad.
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3.4 Razones para usar diferentes brocas para el mismo tipo de formacin
geolgica.
Aparte de las condiciones geolgicas, la vida de la broca de diamante est afectada por
los parmetros de perforacin, como velocidad de rotacin (o mejor, velocidad
perifrica) y el peso de la broca. Otros dos factores importantes son: el correcto
volumen de agua de barrido y evitar las vibraciones en vaci del varillaje.
Demasiada presin de Percusin enMineral fisuradas y Alteracin de
rodocrosita
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Las caractersticas de la roca y el uso de las brocas nos permiten identificar que
realmente la roca es abrasiva, si bien no es altamente abrasiva, permite discernir,
claramente en que tipo de roca se trabaja, observamos notoriamente en las fotos
superiores el faldn de la broca y se aprecia ralladuras muy pronunciadas.
Botones perifricos sobresalientes. Para estos casos deberan utilizarse copas de afilado
de numeracin inferior de manera de poder afilar sin daar el cuerpo de la broca, porque
esta pierde su dureza superficial debilitndose tendiendo a la fatiga y rotura posterior.
Cuando se tiene rocas abrasivas o muy abrasivas es importante tener un tipo de broca
adecuada a estas caractersticas, 7 botones con tres orificios de barrido uno central y doslaterales de este modo refrigeramos mejor la broca evitando recalentamientos y
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provocando mejor evacuacin de los detritus pero aadido a un biselado grande de
manera de evacuar rpidamente los detritus.
4 VOLADUR
A CON CONTROLSISMICO
4.1 Geometra de Carga.- Un punto importante en el resultado de la voladura
es el dimetro de carga, usualmente se utiliza en la unidad de Produccin CHUNGAR,
brocas de 51mm para taladros cargados y 4" Para taladros vacos en un frente de
perforacin con Jumbo electro hidrulico QUASSAR Nro1, para tipos de rocas
(sedimentarias) e intrusitas y mineral. La relacin de Dimetros nos parece incorrecta
tanto para el caso del Jumbo en roca sedimentaria como la marga. Una consideracin
importante es el taladro final que se origina despus de la perforacin, los dimetros
encontrados despus de la perforacin varan de 50mm a 52mm, en el caso del Jumbo
debido bsicamente a lo siguiente:
Jumbos
a) Centralizador o gua de Barra en malas condiciones
b) Inadecuado manejo de los mandos de Avance, rotacin, barrido y percusin.
Para cada tipo de terreno.
c) Cambio de posicionamiento del brazo del Jumbo en plena
perforacin (mala maniobrabilidad en el operador).
d) Goma de la viga en mal estado, evita un correcto posicionamiento y arranque a
la hora del empate broca-roca
e) Los Jumbos no tiene Manmetros de control solo el quassar Nro 1
Dos orificios debarrido lateral
Biselados ampliospara una buena
evacuacin dedetritus.
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Estas condiciones contribuyen al aumento del dimetro original por lo tanto a un mayor
aumento de carga de explosivos, la posibilidad de bajar el dimetro de perforacin en el
jumbo se hace evidente de manera de lograr bajar el consumo de explosivo, disminuir
los niveles de vibraciones evitando sobre excavaciones obteniendo una mayor longitud
de carga a lo largo del taladro. Y as evitaremos o atenuaremos el cierre de los taladros
en plena perforacin.
Taladro perforado
37mm
51 mm
E
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Basados en la perforacin de taladros de 45mm semi-hmedos y medianamente duro se
utilizan explosivos encartuchados de dimetro de 1x1/2"x12 (37mm), el espacio anular
que esto produce tal como se muestra en la foto, por ende al hacerle el atacado estos se
comprimen en el fondo del taladro y para compensar la escasa longitud de carga se
utiliza mayor explosivo generando una carga de fondo esfrica.
Por lo cual produce enormes niveles de vibraciones que perjudican la estabilidad de la
labor.
De no compensar la longitud de carga se corre el riesgo de provocar un anillado en el
fondo del cuele.
Para el caso del Jumbo el utilizar Emulsiones en papel valeron esto puede ocasionar
problemas de confinamiento de tal manera que en algunos casos los explosivos puedan
salir disparados desde la boca del taladro para evitar estos desperdicios, es necesario
romper haciendo un tajo al costado del cartucho y as atacar para aprovechar mejor la
emulsin.
Las dimensiones apropiadas para este efecto deberan ser de solo 1de dimetro, de esta
forma distribuimos mejor la carga bajando nuestros niveles de VPP (Velocidad partcula
pico). Disminuyendo la sobrexcavacion. Todo esto enmarcado a un dimetro optimo de
41mm.
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4.2 Caractersticas de la roca
Las propiedades geomecnicas del macizo rocoso a volar conforman el grupo de
variables ms importantes no slo por su influencia directa en los resultados de las
voladuras sino por su interrelacin con otras variables del diseo. Siendo as dentro del
escenario de observaciones dentro de la mina, tenemos dos tipos de rocas:
a).- Rocas muy fisuradas (Tj 400 Nv 355): En estas formaciones los explosivos
con una alta energa de tensin "ET" (Caso la emulsin) Tienen en esos macizos
muy poca influencia sobre la fragmentacin final, pues cuando se empiezan a
desarrollar las grietas radiales estas se interrumpen rpidamente al ser interceptadas
por fracturas preexistentes.
Por ello, interesan explosivos que posean una elevada Energa de los Gases "EB"
(energa de burbuja).
b).- Rocas conformadas en mineral (Tj 500w Nv 355): En los macizos con
espaciamiento amplios entre discontinuidades que conforman bloque grandes in-
situ de mineral la fragmentacin esta gobernada por la geometra de la voladura y
en menor grado por las propiedades del explosivo, en estos casos se aconsejan
explosivos con una relacin "ET"/"EB" equilibrada.
Emulsin en papelvaleron
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4.3 Propiedades de los macizos
En zonas donde se produce un cambio litolgico brusco (estril y mineral) y
consecuentemente una variacin de las propiedades resistentes de las rocas obliga a una
reconsideracin del diseo, donde se puede seguir dos caminos:
a) Esquemas iguales para los dos tipos de rocas y variacin de las
cargas unitarias.
b) Esquemas distintos pero con igual carga por barreno, esta
disposicin suele adoptarse manteniendo el burden, ya que la introduccin de una
nueva malla distinta en cada zona entraara una mayor complejidad en la
perforacin.
El procedimiento mas adecuado consiste en estandarizar la malla de perforacin y
modificar la carga de los barrenos de acuerdo con un registro de la velocidad de
perforacin en terrenos cambiantes, esto depender de la habilidad del perforista.
4.4 Presencia de agua
La presencia de agua en algunas zonas de la mina es necesario usar explosivos
semigelatinosos o emulsin hay que considerar que las juntas llenas de agua permiten el
paso de las ondas de choque sin que se produzca un descostramiento interno. Pero
cuando el macizo entra en tensin, esa agua se moviliza ejerciendo una accin de cua
que puede llegar a producir una gran sobrescavacin. Es necesario cuando hay
abundante agua hacer taladros de ayuda para poder desaguar por lado y poder ejercer el
carguo de manera adecuada. Pero siempre solpleteando todos los taladros de manera
que si s esta en un terreno donde no halla agua el agua de la perforacin que queda en
los taladros deben de evacuarse y no cargarse sobre ellos ya que esto origina sobre todo
en los taladros vacos del arranque presiones en cuna que impiden la salida total.
4.5 Problemas comunes del entorno
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Hay que tener presente que una perforacin inadecuada sin un paralelismo en la corona
provoca daos en el techo de la excavacin socavndola de manera inapropiada, es
necesario utilizar al mximo las propiedades que me puede brindar el Jumbo para
hacer un correcto paralelismo, en cuanto a los atacadores hay que proporcionar
atacadores de una Pulgada de dimetro, esto mejorara el atacado dndole mejor
confinamiento al explosivo, la implementacin involucra tener atacadores de hasta 12
pies de longitud.
RECOMENDACIONES DE EJECUCION EN PERFORACION
1. MANTENIMIENTO
Ejecutar un mantenimiento adecuado y sobre todo preventivo de los JUmbos.
Objetivo: Evitar posibles paralizaciones o desviaciones de los taladros de la
malla de perforacin.
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Suministrar plantillas de brocas de botones a los perforistas y operadores de
Jumbos.
Objetivo: Ejercer un control in-situ del desgaste de brocas utilizadas en la
perforacin.
En los Jumbos Mantener una presion de percusin adecuada en la perforacin
sobre terrenos sedimentarios y en mineral: 50bares como presin de avance, 80-
90bares de percusin y 12 bares de presin de percusin.
Objetivo: Ejercer un mejor control en la perforacin de los taladros,
considerando los diferentes calidades de tipos de roca, para as evitar el excesivo
desgaste del varillaje y sobreesfuerzos a la mquina.
Capacitar a los perforistas y ayudantes en el manejo de sus lubricadoras
hacindoles conocer como se gradua la entrada de aceite en el sistema.
Dar a conocer las partes de la perforadora neumticas, de igual forma a los
operadores de Jumbo capacitarlos en graduacin de presiones de percusin,
rotacin y avance
Objetivo: Mejorar las condiciones de perforacin en la labor.
2. BROCAS Y BARRENOS
Ejecutar un correcto afilado de brocas y barrenos obteniendo la frecuencia de
afilado adecuada de esta .
Objetivo: Obtener la mayor durabilidad de los aceros de perforacin obteniendo
un menor costos unitario .
El control deber hacerse en las labores donde se ejecuta la operacin.
Objetivo: Definir estndares de durabilidad para cada tipo roca.
Hacer el control de desgaste diametral de brocas y barrenos de manera que
pueda determinarse la sobre excavacin de estos taladros. Inicialmente se
verific que estos pueden llagar hasta 3mm.
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Objetivo: Controlar mejor la Energa de tensin por taladro detonado y mejorar
la longitud de carga.
3. AIRE COMPRIMIDO
Mejorar la distribucin lineal y diametral de sistema de red de tuberas de aire
comprimido, evitando tener longitudes de mangueras de mas de 25mts en la
perforacin
Objetivo: Evitar la excesiva vibracin de la perforadora Jack-leg que origina
mayor dimetro de perforacin, obteniendo una mejor maniobrabilidad y
conseguir un mejor paralelismo en la perforacin.
Habilitarse Pulmones recibidores debiendo ser el 10% de la oferta de aire en el
sistema. Por otro lado deben colocarse vlvulas check en la entrada del pulmn
como a la salida como tambin un purgador de agua debajo del pulmn.
Objetivo: mejorar las condiciones de entrega de aire comprimido al sistema
4. VOLADURA CON CONTROL SISMICO
Adecuar el formato de voladura con control geolgico-geomecnico a las
condiciones de trabajo existentes.
Objetivo: Correlacionar el Factor de carga vs. Calidad de roca.
En las zonas de alto fracturamiento debe utilizarse explosivos de alta generacin
de gases como los nitro carbonatos o producto similar.
Objetivo: Lograr un efecto de empuje (EB, Energa de burbuja) a la roca mas
que un efecto rompedor (ET, Energa de tensin), y as aprovechar el
fracturamiento como condicin natural.
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Utilizar dimetros menores en rocas sedimentarias y mineral (margas,
rodocrosita mineral) con explosivos de dimetro mximo de 1 pulgada.
Utilizando dimetros de 41mm.
Objetivo: Este dimetro contribuir al tener las condiciones de percusin y
avance escariara un taladro mas uniforme y dejando mas lisas sus paredes el tren
de varillaje a utilizar seria la siguiente.
Alternativa:
9050 3399 Shank X2 R38
9000 2533 Acople R38/R32
9050 0410 Barra R32-H28-R28 x 12'
9050 5173 Broca R28 x 41mm. De preferncia botones de tipo balstico pero com
un biselado amplio
9000 2958 Adaptador piloto R28 x 6
9051 0461 Broca Rimadora 6 x 89mm
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