Módulo 5 - PERFORACIÓN Y VOLADURA EN MINADO SUBTERRÁNEO (02-Ago-17).pdf

CENTRO DE
ESTUDIOS MINEROS
(CESMIN)
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
CONSEJO DEPARTAMENTAL DE TACNA
UNIVERSIDAD NACIONAL
JORGE BASADRE GROHMANN
ESCUELA DE INGENIERIA DE MINAS
CURSO TALLER N° 1:
Mg.
Mg. Ing.
Ing. Fredy
Fredy Ponce R.
Ponce R.
Módulo N
Módulo N
Módulo N
Módulo N°
°
°
° 5
5
5
5:
:
:
: “PERFORACIÓN Y VOLADURA EN MINADO SUBTERRÁNEO”
“PERFORACIÓN Y VOLADURA EN MINADO SUBTERRÁNEO”
Tacna, Perú – 01, 02 y 03 Agosto 2017

Módulo N
Módulo N°
° 5
5:
: PERFORACIÓN Y VOLADURA EN MINADO SUBTERRÁNEO
PERFORACIÓN Y VOLADURA EN MINADO SUBTERRÁNEO
Temario:
I. PROCESOS Y COSTOS DE MINADO SUBTERRANEO
II. PERFORACION Y VOLADURA DE TALADROS LARGOS
2.1 Parámetros de Perforación de Taladros Largos
2.2 Equipos Utilizados en Taladros Largos
DIA MIERCOLES 02 AGOSTO 2017
Mg. Ing. Fredy Ponce R. 2
2
2.2 Equipos Utilizados en Taladros Largos
2.3 Diseño de Perforación y Voladura
III. CASO PRACTICO: PERFORACION Y VOLADURA EN MINA MINSUR
3.1 Diseño de Malla de Perforación y Voladura de Taladros Largos
3.2 Costos de Perforación y Voladura de Taladros Largos
IV. CASO PRACTICO: SELECCION ADECUADA DE BROCAS DE BOTONES

I.
I.
I.
I. PROCESOS Y COSTOS DE
PROCESOS Y COSTOS DE
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N°
°
°
° 1
1
1
1
“ELABORACION DE COSTOS DE PERFORACION Y VOLADURA EN
OPERACIONES MINERAS SUBTERRANEAS Y A TAJO ABIERTO”
I.
I.
I.
I. PROCESOS Y COSTOS DE
MINADO SUBTERRANEO
MINADO SUBTERRANEO
MINADO SUBTERRANEO
MINADO SUBTERRANEO
Mg. Ing. Fredy Ponce R.
3
3

• Para el minado subterráneo previamente se realizan labores de desarrollo y
preparación (Rampas. Galerías, Piques, Chimeneas, Subniveles, etc.);
cuyas magnitudes y diseños dependen de la ubicación del yacimiento.
• El ciclo típico de minado subterráneo es: perforación, voladura, acarreo y
transporte fuera de la mina (Tecnología de Sistema por Rieles o Ruedas).
1. PROCESO MINERO SUBTERRANEO
SUPERFICIE
SUPERFICIE
SUPERFICIE
SUPERFICIE
Castillo
Castillo
Castillo
Castillo
Pique
Pique
Pique
Pique
Casa
Casa
Casa
Casa
Winche
Winche
Winche
Winche
DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA
DE UNA MINA SUBTERRANEA
4
4
BLOCK
BLOCK
BLOCK
BLOCK
MINERALIZADO
MINERALIZADO
MINERALIZADO
MINERALIZADO
“C”
“C”
“C”
“C”
Rampa de Acceso
Rampa de Acceso
Rampa de Acceso
Rampa de Acceso
de Superficie
de Superficie
de Superficie
de Superficie
Rampa de
Rampa de
Rampa de
Rampa de
Acceso 3
Acceso 3
Acceso 3
Acceso 3
Rampa de
Rampa de
Rampa de
Rampa de
Acceso 2
Acceso 2
Acceso 2
Acceso 2
Chimeneas
Chimeneas
Chimeneas
Chimeneas
de
de
de
de
Ventilación
Ventilación
Ventilación
Ventilación
BLOCK
BLOCK
BLOCK
BLOCK
MINERALIZADO
MINERALIZADO
MINERALIZADO
MINERALIZADO
“B”
“B”
“B”
“B”
BLOCK
BLOCK
BLOCK
BLOCK
MINERALIZADO
MINERALIZADO
MINERALIZADO
MINERALIZADO
“A”
“A”
“A”
“A”
PIQUE
PIQUE
PIQUE
PIQUE
VERTICAL
VERTICAL
VERTICAL
VERTICAL
Acceso 1
Acceso 1
Acceso 1
Acceso 1
SUPERFICIE
SUPERFICIE
SUPERFICIE
SUPERFICIE
Pique
Pique
Pique
Pique

2. METODOS DE MINADO SUBTERRANEO
1) Corte y Relleno (Cut & Fill).
2) Almacenamiento en Cámaras o Corte
sin Relleno (Shrinkage Stoping).
A) VETAS ANGOSTAS
B) VETAS ANCHAS
C) CUERPOS
1) Corte y Relleno Convencional.
2) Corte y Relleno Mecanizado.
3) Corte y Relleno con Taladros Horizontales (Breasting).
4) Tajeo por Subiveles (Sub Level Stoping).
SUB LEVEL
STOPING
¿Cuál será la
Productividad
y Costo de
cada Método?
C) CUERPOS
1) Corte y Relleno Mecanizado (Trackless).
2) Hundimientos de Bloques (Block Caving).
5
5
TAJEO POR
SUBNIVELES

PERFORACION
CARGUIO DE
EXPLOSIVOS
1
3
6
2
DESQUINCHE
7
SOSTENIMIENTO
/ RELLENO
3. CICLO DE TRABAJO EN MINADO SUBTERRANEO
4
5
• El SOSTENIMIENTO es permanente, y el RELLENO se agrega cuando sea el caso.
• Actividades complementarias: VENTILACION, DRENAJE, y Otros Servicios.
ACARREO Y
TRANSPORTE
LIMPIEZA Y
CARGUIO
6

4. EQUIPOS EN MEDIANA MINERIA SUBTERRANEA EN EL PERU
MARCA REND. OBSERVACION
Atlas Copco 4.00 m/hr Taladros Largos
Drillco Tools 5.00 m/hr Taladros Largos
Atlas Copco 19.50 m/hr Frentes y Desquinches
EQUIPOS DE PERFORACIÓN
Simba H-1354
Simba H-157
Mustang A-32
EQUIPO
Jumbo H-282
LHWD
DTH-T60
ACARREO Y PERCUSIÓN
EQUIPO N° MARCA CAPACIDAD OBSERVACION
Scoop ST1000 24 Wagner 6.5 yd³ Equipo de carguio
Scoop ST1000 26 Wagner 6.5 yd³ Equipo de carguio con telemamdo
7
7
Scoop 14 Wagner 2.0 yd³ Equipo de apoyo
Pala 1 CAT-966F 5.0 yd³
Equipo que realiza el blending del
mineral acumulado
Rompebanco 1 Kent 60 TM/hr Equipo de Percusión
EQUIPO N° MARCA CAPACIDAD OBSERVACION
Volquete 18 Volvo 34 TM En stand by
Volquete 19 Volvo 35 TM Transporte
EQUIPOS DE TRANSPORTE

Operación Inversión Operación Inversión
($/TM) (MM$) ($/TM) (MM$)
1) Subniveles con Taladros Largos 16.15 45.600 15.40 71.000
2) Hundimiento por Subniveles 20.80 48.400 24.00 75.000
3) Cámaras y Pilares 25.80 52.000 26.70 74.000
PRODUCCION ASUMIDA PARA 4,000 TM/día
ACCESO POR RAMPA ACCESO POR PIQUE
SISTEMA DE MINADO
5. COSTOS DE MINADO SUBTERRANEO
3) Cámaras y Pilares 25.80 52.000 26.70 74.000
4) Corte y Relleno 40.50 64.800 43.60 78.480
a) Para 4,000 TMD 20.80 48.400 24.00 75.000
b) Para 8,000 TMD 16.10 86.200 19.40 126.500
c) Para 14,000 TMD 14.80 140.000 16.80 180.000
HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES (Según Nivel de Producción)
8
8

II.
II.
II.
II. PERFORACION Y VOLADURA
PERFORACION Y VOLADURA
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N°
°
°
° 1
1
1
1
II.
II.
II.
II. PERFORACION Y VOLADURA
DE TALADROS LARGOS
DE TALADROS LARGOS
DE TALADROS LARGOS
DE TALADROS LARGOS
9
9

1. PERFORACIÓN CON CALIDAD
a) POSICIONAMIENTO
La precisión en la dirección del taladro
es muy importante
b)FIJACIÓN DE AVANCE
Gatas hidráulicas para estabilizar la
deslizadera
c) EMBOQUILLADO / EMPATE
La meta es alcanzar la distancia inicial
FACTORES CLAVES:
La meta es alcanzar la distancia inicial
del taladro perforado, con pequeñas
fuerzas laterales en la barra.
d)CONTROL DE PERFORACIÓN (RPCF)
La función que utiliza la presión de
rotación para detectar una situación de
atasque en el tren de varillaje.

PRECISIÓN EN EL POSICIONAMIENTO

2. DESVIACIÓN DE TALADROS
RAZONES DE LA DESVIACIÓN
DE UN TALADRO
12
1) Recorrido del taladro
planeado
2) Error de montaje
3) Avance desalineado
4) Emboquillado defectuoso
5) Desviación del taladro

DESVIACION DENTRO DEL TALADRO:
Este diagrama muestra cómo los aceros de perforación son afectados por la
dirección de la estratificación de la roca, produciendo sustancial desviación
del taladro.
TALADRO
PLANEADO
TALADRO
PLANEADO
13

Longitud de taladro: 15m
Longitud de taladro: 15m
14

TALADROS DESVIADOS TALADROS RECTOS
3. IMPACTO DE DESVIACIÓN DE TALADROS EN COSTOS OPERATIVOS
16
LOS TALADROS RECTOS PRODUCEN
UNA MEJOR FRAGMENTACIÓN DE ROCA
Y COSTOS GLOBALES MÁS BAJOS

¿Cambios en las estructuras mineralizadas?.
¿Maximización en la recuperación de reservas minables?.
¿Tipos de alteración?.
¿Conocimiento del yacimiento mediante perforaciones sistematizadas de
sondajes diamantinos “DDH“, cada 12.5 mts.
• Elaboración de estándares (m/hr).
• Capacitación / entrenamiento y evaluación continua al personal.
• Análisis estructural del macizo rocoso (fallas, diaclasamiento, litología, etc)
• Archivos de perforación (historia de los taladros).
4. SELECCIÓN ADECUADA DE LOS EQUIPOS DE PERFORACIÓN DE
ACUERDO AL YACIMIENTO (Minado por Sublevel Stoping)
• Archivos de perforación (historia de los taladros).
• Análisis de relaves de perforación.
• Círculos de calidad.
• Clima de trabajo.
MINA LKAB KIRUNA

• Los equipos empleados en este tipo de minado son similares a los
usados en minería a cielo abierto.
• En el mercado existen dos tipos de perforadoras:
1) TOP HAMMER: La perforadora está ubicado fuera del taladro.
Esta realiza dos acciones básicas: rotación y percusión. Pueden
ser de accionamiento neumático e hidráulico.
En la mina San Rafael se dispone de un equipo Simba H -1354
(COP-1838)
5. EQUIPOS DE PERFORACIÓN PARA TALADROS LARGOS
(COP-1838)
2) MARTILLO DE FONDO: La percusión se realiza sobre la broca de
perforación y el accionamiento es neumático, mientras que la
rotación se efectúa en el exterior del taladro y puede ser de
accionamiento neumático ó hidráulico. En la mina San Rafael se
dispone de un equipo DTH Mustang A-32 (COP-34/54).

Power media:
Compressed air: 7.0 bar
Compressed air: 18.5 bar
6. EVOLUCION DE TECNOLOGIA DE PERFORACION TALADROS LARGOS
1,000
PRODUCTIVIDAD
(m3
/Hbre-gdia)
1) PERFORACION NEUMATICA
Perforadora
Vehículo
ligero, tracción
Equipo a
C/R de 2
brazos
Chasis sobre
orugas DTH
Equipo DTH
alta presión
1,500
1,000
1950 1960 1970 1980
500
Perforadora
manual
Perforadora
sobre
columna
Chasis
sobre rieles
ligero, tracción
por aire
19
¿Cuál será el Costo Horario de
cada uno de estos equipos?
¿US$/Hr?

3,000
2,000 Tracción diesel,
cabina de operador,
control remoto,
carrusel de barras
Perforación robotizada,
dos unidades, varillaje de
PRODUCTIVIDAD
(m3
/Hbre-gdia) 2) PERFORACION HIDRAULICA
Power media:
Hydraulics: 200 - 220 bar
Water hydraulics: 180 - 200 bar
6. EVOLUCION DE TECNOLOGIA DE PERFORACION TALADROS LARGOS
1,000
1970 1980 1990 2000
Equipo liviano
con tracción
neumática
carrusel de barras
Tracción diesel,
cabina de operador,
perforadora de alta
potencia, controles
automáticos,
perforación con
tubos
dos unidades, varillaje de
precisión, martillo DTH
accionado por agua
20
¿Cuál será el Costo Horario de
cada uno de estos equipos?
¿US$/Hr?

EQUIPOS SIMBA
• Rango completo de equipos para perforación de taladros largos.
• Perforación hasta 130 metros de largo y diámetros entre 48 a 165 mm.
• Equipos Top Hammer (neumáticos e hidraúlicos), y Equipos Down The Hole.
• Peso: de 1.30 a 20 tons.
EQUIPOS DE TALADROS LARGOS EN EL PERU
EQUIPOS DE TALADROS LARGOS EN EL PERU
21

EQUIPOS HIDRAULICOS DE TALADROS LARGOS
EQUIPOS HIDRAULICOS DE TALADROS LARGOS -
- ATLAS COPCO

1) SIMBA H 157
1) SIMBA H 157
Para taladros hasta
64 mm de diámetro,
EQUIPOS HIDRAULICOS:
EQUIPOS HIDRAULICOS: Martillos en Cabeza (TH)
Martillos en Cabeza (TH)
64 mm de diámetro,
y hasta 20 metros de
longitud (max. 30 m).

2) LHD 157
2) LHD 157 -
- KIT
KIT
Para taladros hasta
64 mm de diámetro,
64 mm de diámetro,
y hasta 20 metros de
longitud (max. 30 m).

2) LHD 157
2) LHD 157 -
- KIT
KIT

3) SIMBA H 357
3) SIMBA H 357

Para taladros hasta
4) SIMBA H 1254
4) SIMBA H 1254
76 y 89 mm de
diámetro, y hasta 20
y 25 metros de
longitud.

Para taladros hasta
89 y 102 mm de
5) SIMBA H 4353
5) SIMBA H 4353
89 y 102 mm de
diámetro, y hasta 25
y 30 metros de
longitud.

Unidad Rango
Longitud de Perforación m 1 a 45
PARAMETROS OPERACIONALES - MUSTANG A-32
1) MUSTANG A
1) MUSTANG A-
-32
32
EQUIPOS HIDRAULICOS: Martillos en Fondo (DTH)
Martillos en Fondo (DTH)
Diámetro de Taladros pulg 3 a 6
Rendimiento m/hr 7.50
Índice de Perforación TM/m 12 a 14

Modelo Nombre antiguo
Longitud
Máxima de
Perforación
(m)
Diámetro del
taladro (mm)
Perforadora
Sección
Mínima (m)
(alto x ancho)
Sección
Máxima (m)
(alto x ancho)
DL310-5 Solo 5-5C 38 51 - 76 HLX5LT 3.1 x 3.1 4.2 x 5.3
DL320-5 Solo 5-5F 38 51 - 76 HLX5LT 3.3 x 3.1 4.2 x 5.3
DL320-5C Solo 5-5F CABIN 38 51 - 76 HLX5LT 3.3 x 3.1 4.2 x 5.3
DL310-5 Solo 5-5P 38 51 - 76 HLX5LT 3.1 x3.1 4.4 x 5.3
DL330-5 Solo 5-5V 23 51 - 64 HLX5 2.9 x 2.9 4.6 x 7.0
DL330-5C Solo 5-5V CABIN 23 51 - 64 HLX5 2.9 x 2.9 4.6 x 7.0
DL310-7 Solo 5-7C 38 64 - 102 HL710S 3.2 x 3.2 4.2 x 5.3
DL320-7 Solo 5-7F 38 64 - 102 HL710S 3.4 x 3.2 4.2 x 5.3
DL320-7 Solo 5-7F 1503 27 64 - 102 HL710S 3.0 x 2.8 3.5 x 4.6
7. EQUIPOS PARA TALADROS LARGOS - SANDVIK
DL320-7 Solo 5-7F 1503 27 64 - 102 HL710S 3.0 x 2.8 3.5 x 4.6
DL320-7C Solo 5-7F CABIN 38 64 - 102 HL710S 3.4 x 3.2 4.2 x 5.3
DL310-7 Solo 5-7P 38 64 - 102 HL710S 3.2 x 3.2 4.4 x 5.3
DL410-7 Solo 7-7C 54 64 - 102 HL710S 3.5 x 3.5 4.4 x 5.1
DL420-7 Solo 7-7F 54 64 - 102 HL710S 3.8 x 3.5 4.4 x 5.1
DL430-7 Solo 7-7V 40 64 - 102 HL710S 3.2 x 3.2 5.3 x 5.3
DL430-7C Solo 7-7V CABIN 40 64 - 102 HL710S 3.2 x 3.2 5.3 x 5.3
DL410-10 Solo 7-10C 54 89 - 127 HL1010S 3.5 x 3.5 4.7 x 5.4
DL420-10 Solo 7-10F 54 89 - 127 HL1010S 3.5 x 3.8 4.7 x 5.4
DL410-15 Solo 7-15C 54 89 - 127 HL1560S 3.5 x 3.5 4.7 x 5.4
DL420-15 Solo 7-15F 54 89 - 127 HL1560S 3.8 x 3.5 4.7 x 5.4

Para lograr una voladura óptima se deben tener en cuenta las siguientes
variables:
1) Variables No Controlables:
* Naturaleza del macizo rocoso.
* Geología regional, local y estructural.
* Hidrología y condiciones climatológicos.
8. DISEÑO DE MALLA DE PERFORACION EN TALADROS LARGOS
1) VARIABLES DEL DISEÑO DE PERFORACION Y VOLADURA
* Hidrología y condiciones climatológicos.
* Aspectos geotécnicos y otros.
2) Variables Controlables:
* Geométricas (burden, espaciamiento, diámetro de taladro).
* Físico-químicas (mezcla explosiva, VOD).
* De tiempo (retardo y secuencia).
* Operativos (personal entrenado y fragmentación requerida).

• En el diseño de la malla de perforación, según los investigadores la
variable mas importante y critica es el burden.
• Existen varios modelos matemáticos para su cálculo, los cuales han sido
desarrollados para taladros de gran diámetro, pero se pueden aplicar
con cierta aproximación a los taladros perforados en minería
subterránea.
• Existen modelos desarrollados por diversos investigadores:
a) Modelo de R. Ash.
b) Modelo de Langefors.
2) VARIABLE DE DISEÑO MAS IMPORTANTE: BURDEN
b) Modelo de Langefors.
c) Modelo de Pearse.
d) Modelo de Konya.
• Validación
Pero todos ellos tienen que ser validados en el campo mediante prueba y
error, cada mina es una particularidad.

3) DIAMETRO DE TALADRO
1) DIÁMETRO DE TALADRO GRANDE: 102 - 127 mm (4 - 5 pulg)
VENTAJAS DESVENTAJAS
•Taladros rectos con perforación
DTH o Tubería.
•Daños por voladura, problemas en
carguío del explosivo.
•Alto tonelaje por metro perforado. •Baja adaptabilidad en vetas angostas.
•Baja utilización (Productividad) de los
equipos (si es utilizado el sistema DTH).
•Equipos grandes y costosos.
☺
☺
☺
☺

•Equipos grandes y costosos.
2) DIÁMETRO DE TALADRO PEQUEÑO: 64 - 89 mm (2½ - 3½ pulg)
•Alta productividad. •Desviación en taladros largos.
•Se utiliza equipo pequeño y mediano. •Bajo tonelaje por metro perforado.
•Alta adaptabilidad en vetas angostas y
cuerpos pequeños.
•Taladros rectos sólo con la utilización
de tubos guías.
☺
☺
☺
☺

1) TALADROS DE GRAN LONGITUD: ≥
≥
≥
≥ 25 m
•Se requiere menos desarrollo. •Desviación de taladros.
(Las labores de desarrollo son las
operaciones unitarias de mayor
inversión, una reducción significa
un ahorro considerable).
•Baja adaptabilidad en depósitos irregulares
y/o angostos.
Los problemas causados son:
•Dilución.
•Pérdida de mineral, dependiendo de la ley, y
☺
☺
☺
☺

4) LONGITUD DE TALADRO
•Pérdida de mineral, dependiendo de la ley, y
tipo de mineral se vuelve muy costoso.
•Desviación controlada. • Se requiere mucho desarrollo.
•Alta adaptabilidad en cuerpos irregulares
y/o vetas angostas.
•Reducen Dilución.
•Reducen Pérdida de mineral.
☺
☺
☺
☺

2) TALADROS DE CORTA LONGITUD: 25 m

9. VOLADURA EN TALADROS LARGOS
• En retirada a partir de la cara libre.
• Voladura controlada para evitar vibraciones excesivas.
• Se rompe de acuerdo a la producción diaria de mineral.
• Explosivos que se utilizan:
a) Examon P.
b) Exagel E-65.
c) Slurry 80 / 90.
d) Gelatina especial 75%.
d) Gelatina especial 75%.
• Factor de Carga:
a) Minado = 0.245 a 0.524 Kgs/TM
b) Desquinches = 0.23 Kg/m3
c) Preparaciones = 1.85 Kg/m3

• Planeamiento de la voladura con anticipación en forma conjunta
(supervisión + trabajadores).
• Ver historia de los taladros (cuaderno historico de taladros largos) .
• Diseño de carga, nivel de vibraciones, ubicación de decks.
• Distribución de retardos.
• Tipo de salida.
• Seguridad: área de influencia del disparo – responsable.
• Cuaderno de control de voladura de taladros largos: gráfico del diseño
9. VOLADURA EN TALADROS LARGOS
• Cuaderno de control de voladura de taladros largos: gráfico del diseño
de carga, ocurrencias, consumo explosivos, etc.
• Obtener indicadores de gestión para la junta semanal de avance.
• Análisis y presentación de todos los indicadores a la alta dirección y
luego a los trabajadores en general.

• En este método, el carguio de taladros se realiza hacia arriba y abajo.
• El carguio hacia abajo es por gravedad.
• Cuando se realiza el carguio hacia arriba es necesario contar con los
siguientes equipos:
1) CARGADOR DE ANFO (JETANOL), para realizar el carguio de
taladros hacia arriba, pero con diámetros de taladro menores a 3.0
pulgadas.
2) CAMIÓN CON SISTEMA DE ELEVADOR (ANFOCAR), las labores
10. EQUIPOS DE CARGUIO DE TALADROS LARGOS
2) CAMIÓN CON SISTEMA DE ELEVADOR (ANFOCAR), las labores
de carguio normalmente tienen secciones de 5 x 4 m², al realizar el
carguio de taladros hacia arriba es necesario usar el camión elevador
para llegar al taladro y realizar el trabajo con comodidad.

ANFOCAR
JET - ANOL
10. EQUIPOS DE CARGUIO DE TALADROS LARGOS
EQUIPO : ANFOCAR
CAPACIDAD : 200 Kg
CARGUIO DIAMETROS : 32 - 75 mm
PRESION DE CARGUIO : 80 PSI
DENSIDAD DE CARGA : 0.8 - 1.2 Kg/Lt
CONSUMO DE AIRE : 1.80 m³/min
EQUIPO : JET - ANOL
CAPACIDAD : 100 Kg
CARGUIO DIAMETROS : 32 - 64 mm
DENSIDAD DE CARGA : 0.9 - 1.1 Kg/Lt
CONSUMO DE AIRE : 1.80 m³/min

SISTEMA DE CARGUIO
HACIA ARRIBA
SISTEMA DE CARGUIO
HACIA ABAJO
11. CARGUIO DE TALADROS LARGOS

III.
III.
III.
III. CASO PRACTICO
CASO PRACTICO
CASO PRACTICO
CASO PRACTICO:
:
:
:
PERFORACION Y VOLADURA DE
TALADROS LARGOS EN MINA MINSUR

Minsur S.A., tiene un enorme desafío
en el desarrollo de la industria del
estaño, ya que en el Perú San Rafael
es la única mina que explota este
preciado metal, lográndose ubicar a
la fecha como el tercer productor
mundial, después de China e
Indonesia, (14.3% de la producción
mundial).
1. INTRODUCCIÓN
Método de Minado Sublevel Stoping (L.B.H.)
Producción Diaria 2,870 TMD
Ley de Cabeza 4.80% Sn
Productividad 46.56 TM/H-G
Producción Anual Sn 1'032,000 TM/año
Producción Anual Cu 100,645 TM/año, 2.20%
DATOS GENERALES
Lingotes de Estaño

SAN RAFAEL
MINA SAN RAFAEL
PUNO
JULIACA
2. UBICACIÓN Y ACCESO
San Rafael
LIMA
JULIACA

3. GEOLOGIA
3. GEOLOGIA
DISTITO MINERO SAN RAFAEL - PUNO GEOLOGIA TRANSVERSALSECCION
N 70° E ----------
DISTRITO MINERO SAN RAFAEL - PUNO MAPA GEOLOGICO
• El yacimiento estañífero de San Rafael se
enclava en un stock Terciario de composición
monzogranítica, el cual intruyó rocas
metamórficas compuestas por filitas y pizarras
de la formación Sandia de edad Ordovícica.
• La mineralización es de origen hidrotermal en
forma de vetas de relleno de fracturas, y de
reemplazamiento en bolsonadas ubicadas
dentro del intrusivo.
• Los afloramientos de las vetas corresponden a
fallas pre-minerales, con rumbos promedios N
10°-60° W y buzamientos entre 40°.75° NE.

ZONA ALTA: Nivel 4310
hacia arriba
RESERVA: 0.5 Millones TM
ZONA BAJA: nivel 3950
hacia abajo
RESERVA: 2.0 Millones TM
ZONA INTERMEDIA: Nivel
4310 al 3950
RESERVA: 12 Millones TM
DISTRIBUCIÓN DE RESERVAS MINABLES (Cuerpos y Vetas)
Cuerpo Contacto Sur
Cuerpo 150 Sur Brecha
Cuerpo 310-Sur
Cuerpo Rampa 410
Cuerpo 150
Cuerpo Ore Shoot
Cuerpo Brecha Cuerpo 250-Sur
Cuerpo Contacto

4. OPERACIONES
• Minería Subterránea.- del tipo mecanizada y convencional, mediante el
método de explotación Sublevel Stoping
• Producción Mensual.- de 86,000 TMS con ley promedio de 4.80 % Sn
• Labores de avance mensual.- conformado por:
a) 800 m en Exploración y Desarrollos
b) 500 m en Preparaciones.
• Extracción principal.- mediante volquetes a través de una rampa principal de
interior a superficie con longitudes desde 6,700 m a 3,500 m.
interior a superficie con longitudes desde 6,700 m a 3,500 m.
• Planta Concentradora.- con capacidad de tratamiento de 3,000 TMS/día,
obteniéndose concentrados de Sn.

PREPARACIÓN
Comprende los siguientes trabajos:
a) El acceso a los tajeos es por rampa y cortada normalmente ubicados en
la caja piso..
b) La galería de extracción (by pass) debe ser desarrollada en el nivel base
(caja piso) del tajeo, paralela a la zona mineralizada y en estéril.
c) Desarrollo de estocadas o “draw points” que unen la galería de extración
con la galería sobre veta, para la recuperación del mineral derribado.
d) Las galerías de perforación (subniveles) deben estar en la zona
mineralizada.
mineralizada.
e) Se ejecuta una chimenea VCR, que servirá como cara libre para iniciar la
voladura del tajeo.

5. MÉTODO DE MINADO
• “Sublevel Stoping”, es una aplicación de los principios de la voladura
de banco a cielo abierto a las explotaciones subterráneas, consiste en
el arranque del puente entre dos niveles de perforación en sentido
descendente.
• El sistema establece un único nivel base (nivel de extracción) para
varios subniveles superiores, la distancia entre los niveles base oscila
entre 80 y 100 metros.
• Existen tres variaciones en este método:
a) El método de taladros paralelos (LBH).
b) El método de taladros en abanico.
c) El método de taladros mixtos

TALADROS PARALELOS (LBH) TALADROS EN ABANICO

• Sub-level Stoping.
• Niveles de Perforación cada 25 m.
• Mineralización en vetas y cuerpos.
• Buzamiento: 48° a 75°.
• Potencia Mineralizada:
a) Vetas: 2 a 6 m.
b) Cuerpos: 6 a 35 m.
• Roca encajonante competente:
a)Intrusivo-monzo-granito
• Acceso a partir de la Rampa:
a) Sección: 6.0 x 4.0 m
b) Gradiente: - 10%

Nv. 4150
Nv. 4175
VACIO (T 200
VACIO (T 200-
-20 NORTE)
20 NORTE)
VACIO (PBF)
PILAR
PARCIAL
PILAR
PARCIAL
PILAR
PARCIAL
PUENTE
PILAR
PARCIAL
PILAR
PARCIAL
PILAR
PARCIAL
Nv. 4200
PILAR
ESQUEMA DE MINADO CUERPO CONTACTO (Nv. 4100 y Nv. 4200)
Nv. 4125
T(100-19) T(100-25) T(100-27)
CHIMENEA
VCR
CHIMENEA
VCR
CHIMENEA
VCR
CHIMENEA
VCR
VACIO (PBF)
VACIO (PBF) VACIO (PBF)
VACIO (PBF)
T(100-22)
VACIO
T(100-14)
PILAR
PARCIAL
PUENTE
T(100-16)
SECCION
GEOLOGICA
1700
SECCION
GEOLOGICA
1950
Nv. 4100
PUENTE

AREA DE MINADO:
PERFORACION DE TALADROS LARGOS

6. EQUIPOS DE PERFORACION
PARAMETROS SIMBA H1354 SIMBA H157 MUSTANG
D.T.H.
TUNEL 60
MINERALIZACION CUERPO VETA CUERPO CUERPO
MALLA DE PERFORACION 2.50 x 2.80 1.50 x 1.40 2.80 x 3.00 2.80 x 3.00
BURDEN 2.50 1.50 2.80 2.80
DIAMETRO DE TALADROS 3 1/2 2 1/2 3 3/4 3 3/4
METROS PERFORADOS / TURNO 100 90 40 35
METROS PERFORADOS / DIA 300 270 120 105
INDICE DE PERFORACION (TM/m) 12 7 14 14
INDICE DE PERFORACION (TM/m) 12 7 14 14
T.M. PERFORADAS / DIA 3,600 1,890 1,680 1,470
UTILIZACION 85% 85% 85% 70%

A) SIMBA H-1354
Unidad Rango
Diámetro de Taladros pulg 2½ a 5
PARAMETROS OPERACIONALES - SIMBA H-1354

COMPRESOR GA 45
COMPRESOR GA 45
ESQUEMA DE PERFORACIÓN CON SIMBA H
ESQUEMA DE PERFORACIÓN CON SIMBA H-
-1354
1354
SIMBA H
SIMBA H-
-1354
1354

B) SIMBA H-157
Unidad Rango
Diámetro de Taladros pulg 2½
PARAMETROS OPERACIONALES - SIMBAH-157

C) MUSTANG A-32 (D.T.H.)

7. DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN PARA TALADROS LARGOS
• Determinar el burden y espaciamiento; teniendo en cuenta como
parámetros principales: presión de detonación del explosivo, resistencia
tensiva dinámica de la roca (función de la resistencia compresiva uniaxial
del mineral), y el diámetro de perforación.
CALCULO DEL BURDEN
TEORIA DE PEARSE.- Para el cálculo del burden en taladros largos se
aplica la fórmula modificada de Pearse:
Donde:
B : Burden.
K : Constante que depende de la carga explosiva y de la roca (0.7 – 1.0).
D : Diámetro de taladro (mm).
P : Presión de detonación de la carga explosiva (kg/cm²).
Std : Resistencia tensiva dinámica de la roca (kg/cm²).
)
(
P
/
S
D
/
1
0
0
0
)
(
K
B
t
d
×
×
=
aplica la fórmula modificada de Pearse:

•
EQUIPO CALIDAD DE DIAMETRO P. DETONACION BURDEN
DE PERF. ROCA (RQD) (pulg) Lb/plg2 (MT)
SIMULACION DE BURDEN CON DIAMETRO DE PERFORACION DE 3
EXPLOSIVO Std K
ECUACION DE PEARSE: B = (K*D/12)√(P2/StD)
Donde:
B : Burden.
K : Constante que depende de la carga explosiva y de la roca (0.7 – 1.0).
D : Diámetro de taladro (pulgadas).
P : Presión de detonación de la carga explosiva (PSI).
Std : Resistencia dinámica de la roca.
B= (K*D/12)*√(P/Std)
50 3.0 1,377,869.50 1,116.82 0.9038 2.418
60 3.0 1,377,869.50 1,116.82 0.8545 2.287
70 3.0 1,377,869.50 1,116.82 0.8129 2.175
80 3.0 1,377,869.50 1,116.82 0.7769 2.070
EQUIPO CALIDAD DE DIAMETRO P. DETONACION BURDEN
DE PERF. ROCA (RQD) (pulg) Lb/plg2 (MT)
50 3.000 870,233.40 1,116.82 0.9038 1.922
60 3.000 870,233.40 1,116.82 0.8545 1.817
70 3.000 870,233.40 1,116.82 0.8129 1.729
80 3.000 870,233.40 1,116.82 0.7769 1.652
SIMBA Slurry AP/80
PROMEDIO BURDEN SIMBA = 2.12 MTS
PROMEDIO BURDEN SIMBA = 1.69 MTS
SIMBA
Std K
Examon-V
EXPLOSIVO

DETERMINACION DE LA CONSTANTE K EN FUNCION DE LA CALIDAD
DE LA ROCA
Según la relación:
K = 1.96 - 0.27 Ln (RQD)
Donde:
RQD: Indice de calidad de la roca, de acuerdo a Deer Miller.
El RQD del mineral en la Mina San Rafael varía de 70 a 80 (80% del
7. DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN PARA TALADROS LARGOS
El RQD del mineral en la Mina San Rafael varía de 70 a 80 (80% del
mineral varía en este rango, según dato de campo-mapeo) .

MODELO DE SECCIÓN DE TALADROS LARGOS
T-1 78 22.5 15 --
T-2 81 26.8 17 + 1.4
T-3 84 29.2 19 + 0.8
T-4 89 29.1 19 + 0.6
T-5 86 29.2 19 + 0.8
T-6 81 20.5 13 + 1
T-7 73 13.5 9 --
T-8 61 8.8 5 + 1.4
T-9 39 4.2 2 + 1.2
T-10 10 2.6 1 + 1
% Sn : 5.95
Prom . Pond % Sn : 6.22
TALADRO S DEL PISO
T-1 8 9.1 6 + 0.2
T-2 22 8.6 5 + 1
T-3 36 10 6 + 1
T-4 49 10.8 7 + 0.3
T-5 61 15.1 10 + 0.2
% Sn : 15.09
4 49 2.3 1 + 0.8
5 61 6.4 4 + 0.4
6 70 4.3 2 + 1.4
ESPACIAM IENTO / S ECCIO N
N° DE TALADRO S / SECCIO N
BURDEN SECCIO N
DIAM ETRO DE PERFO RACIO N M ETRO S LIN EALES P ERFO RADO S / SECCIO N
INDICE DE PERFO RACIO N (T.M .H./M T)
T.H.M . / SECCIO N
AREA SECC IO N (m ²)
S .A .
TO TAL
APR O B.
PAR T.
M ina San Rafael
M INSUR S.A.
R EV .
P RO Y.
F ECH A
D IB.
ES C. Nº PLANO
L.P.=
3 1/2 186.4
2.60 277.43
2.2 2185.83 09/04/2005 01:48:49 p.m .
10 11.73
% Sn : 7.73
T-5 61 15.1 10 + 0.2
T-6 70 21 14 --
T-7 76 27.3 18 + 0.3
T-8 81 26.8 17 + 1.4
T-9 85 27 18 --
T-10 86 13.4 8 + 1.4
169.1
PISO
260.05
2324.41
13.75
% Sn : 9.47
TECHO
2682.66 TM

• Se dispara según necesidades de producción.
• La cara libre se hace a partir de una chimenea VCR de 2 m x 2 m y se
forma el slot (zanja), abriendo hacia las cajas de la estructura
mineralizada.
• La voladura de producción se hace disparando secciones en cada
subnivel en forma de gradines invertidos,y de acuerdo a la secuencia de
minado.
• La voladura es controlada para evitar vibraciones excesivas, la carga es
desacoplada para proteger la caja techo y en los demás taladros se usan
8. VOLADURA PARA TALADROS LARGOS
“decks” para disminuir la masa explosiva.
Explosivos: Accesorios: Primers:
Examon P Exel de Pc Booster (gelatina) BN 75 %
Exagel E-65%
Slurrex AP 80
• Factor de Potencia (Explotación) = 0.18 a 0.28 Kg/TM.
• Factor de Carga (Preparaciones) = 1.85 Kg/m³.

¿QUE ES UN “DECK”?
• Sirve para distribuir la masa explosiva
en el taladro, lo que se traduce en una
reducción de explosivos.
• Con ello se reduce también la presión
de taladro, entregándole a la roca de
energía suficiente para poder
fragmentarla.
USO DE DECKS (ESPACIADORES)
EN ROCAS HOMOGENEAS
DECK = 1 m
TACO = 1 m
TIEMPO 1
TIEMPO 2
TIEMPO 3
• Es un espacio vacío o algún tipo de material que reemplaza al explosivo en el
taladro.
DECK = 1 m
DECK = 1 m
ANFO = 8 a 10 m
ANFO = 8 a 10 m
TACO = 1 m

CARGUÍO USANDO “DECKS”
Nivel superior
Taco de detrito (2 m)
Deck de detrito (1,5 m)
Booster
Cama de Examon
Tapón
Tapón
Examon P
(6 – 8 m)
Examon P
Nivel inferior Tapón
Cama de Examon
Booster
Cama de Examon
Deck de detrito (1,5 m)
Booster
Tapón
Examon P
(6 – 8 m)
Examon P
(6 – 8 m)

EL CUBO PATRON EN LA
CANCHA DE MINERAL
PRESENCIA DE BANCOS
EN LA CANCHA DE
MINERAL
(CUBO PATRON)

9. COSTOS DE MINADO CON TALADROS LARGOS
A) LABORES DE PREPARACION
B) EXPLOTACION
Perforacion Taladros Largos
Voladura Taladros Largos
Sostenimiento
Acarreo
0.92
1.05
0.30
1.19
(%)
6%
7%
Item Costo (US$/TM)
0.77
8%
2%
9%
Acarreo
Extracción
Supervisión
Relleno en Pasta (PBF)
Otros
COSTO UNITARIO (U$/TM) 12.85
1.19
1.21
0.38
0.03
3%
0%
100%
7.00 54%
9%
9%

IV.
IV.
IV.
IV. CASO PRACTICO
CASO PRACTICO
CASO PRACTICO
CASO PRACTICO:
:
:
:
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N
CURSO TALLER N°
°
°
° 1
1
1
1
IV.
IV.
IV.
IV. CASO PRACTICO
CASO PRACTICO
CASO PRACTICO
CASO PRACTICO:
:
:
:
SELECCIÓN ADECUADA DE
BROCAS DE BOTONES
BROCAS DE BOTONES
BROCAS DE BOTONES
BROCAS DE BOTONES
66
66

CASO: SELECCION ADECUADA DE BROCAS DE PERFORACIÓN
• Una empresa minera subterránea del sur del país viene explotando con el
empresa minera subterránea del sur del país viene explotando con el
método de “Sub
método de “Sub-
-Level
Level Stoping
Stoping”, a un ritmo de 5,000 TM/día.
”, a un ritmo de 5,000 TM/día.
•
• El mineral tiene una densidad de 2.70 TM/m³.
El mineral tiene una densidad de 2.70 TM/m³.
•
• La perforación de Taladros Largos se realiza con el equipo Simba H 1354 con
La perforación de Taladros Largos se realiza con el equipo Simba H 1354 con
una malla de perforación de:
una malla de perforación de: Burden
Burden = 2.50 m, y Espaciamiento = 2.80 m.
= 2.50 m, y Espaciamiento = 2.80 m.
• Se requiere seleccionar Brocas de Botones de 3½ de diámetro.
• Los precios de las diversas alternativas de brocas se muestran en el cuadro
adjunto, así como sus rendimientos obtenidos en el campo.
¿Qué decisión tomaría Ud.?
67

• Conocer el Costo de Perforación por Metro Perforado (US$/m)
permanentemente, forma parte del manejo de los ejecutivos, para el control
de su gestión (Cuadro de Mando Integral - BSC).
• Este indicador se puede medir a través de la siguiente fórmula:
COSTO TOTAL PERFORACION = PRECIO BROCA + COSTO PERF. / HORA
VIDA BROCA VELOC. PERFORACION.
HERRAMIENTA DE CONTROL:
“COSTO DE PERFORACION POR METRO PERFORADO”
VIDA BROCA VELOC. PERFORACION.
Donde:
a) El precio de la broca está expresado en US$.
b) La vida de la broca (debidamente afilado), en metros perforados.
c) El costo de perforación / hora, en US$/hr.
d) La velocidad de perforación, en m/hr.
• El Costo de Perforación/Hora incluye costos de: operador y ayudante,
propiedad, mantto, y reparación del equipo perforación; combustible,
adaptador de culata y barras. NO INCLUYE COSTO DE BROCAS.
68
68

Mg. Ing. Fredy Ponce Ramírez
E-mail: fponcer@yahoo.es
Celular: 975 589 453
RPM: # 975589453
69
69

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