perforacion

1. PERFORACION EN MINERIA SUBTERRANEA
1

2. Porqué Importa la Perforación??
 Por ser la primera
operación dentro del
ciclo de operación
mina.
Ciclo de operación mina básico (Cielo
Abierto)
Perforación Tronadura Carguío
Transporte
 Cavidad donde serán
alojadas las cargas
explosivas y
accesorios de
iniciación
¿¿Cómo es el ciclo de operación en un Mina Subterránea???
2

3. 3

4. Diferentes Clasificaciones
(Según Maquinaria)
Perforación manual: Equipos ligeros operados
por perforistas. Utilizados en trabajos de
pequeña envergadura donde principalmente
por dimensiones no es posible utilizar otras
máquinas o no está justificado
económicamente su empleo.
Perforación mecanizada: Los equipos de
perforación van montados sobre una
estructura de autopropulsion (orugas o neumáticos ),
o de tiro, donde el operador
controla en forma cómoda todos los
parámetros de perforación.
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5. Diferentes Clasificaciones
(Según el tipo de trabajo )
Perforación de banqueo: Perforaciones
verticales o inclinadas utilizadas
preferentemente en proyectos de
minería subterránea (L.B.H.).
Perforación de avance de galerías y
túneles: Perforaciones preferentemente
horizontales llevadas a cabo en forma manual
o en forma mecanizada (jumbos).
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6. Perforación de producción:
Término utilizado en las explotaciones
mineras a trabajos de extracción de
mineral preferentemente under cut
Los equipos y métodos varían según el
sistema de explotación.
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Diferentes Clasificaciones
1.-(Según el tipo de trabajo

7. Perforación de chimeneas: Labores verticales
muy utilizadas en minería subterránea y obras
civiles. Se utilizan métodos de perforación
especiales, entre los cuales destacan el
método Raise Boring y la jaula trepadora
Alimak.
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8. Perforación con recubrimiento:
Utilizado en materiales poco
consolidados, en perforación de pozos
de captación de aguas y perforaciones
submarinas.
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9. 9
Sostenimiento de rocas:
Utilizado para la colocación
de pernos
de anclaje en labores
subterráneas principalmente

10. Diferentes Clasificaciones
2.- Según el método mecánico de perforación)
Rotopercutivos: Muy utilizados en labores
subterráneas y trabajos menores en
minería a cielo abierto (precorte), tanto si el
martillo se sitúa en cabeza como en el
fondo del barreno.
Rotativos: Se subdividen en dos grupos,
según la penetración se realice por
trituración (triconos) o por corte (brocas
especiales). El primer sistema se aplica en
rocas de dureza media a alta y el segundo
en rocas blandas.
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11. 11

12. ¿Cómo se hace un túnel?
12

13. Primero: Distinguir las zonas en un túnel
para perforar y cargar los tiros
Zona 0: Rainura
Zona 1: Zapateras
Zona 2: Cajas o
3 3 contorno
5 5
Zona 3: Coronas o
contorno
Zona 4: Auxiliares
2
4 0 4 2 Zona 5: Auxiliares
1 1
Así se conoce en Chile en el mundo minero
13

14. Segundo: Perforar los tiros de acuerdo a
un diseño de disparo (RAINURA)
Esa línea tiene un nombre….GRADIENTE
GRADIENTE
14

15. Tercero: Preocuparse de la rainura
 Rainura (cuele): Conjunto de tiros cargados y
huecos (maricón), que permiten en su
profundidad, crear la cara libre necesaria
para que el resto de los tiros puedan ir
saliendo (secuencia de disparo)
3
5
3
5
2 0 2
4 4
1 1
Si la rainura sale bien…..tiene la mitad de la pega bien hecha!
15

16. Identificando la rainura
Tiros huecos: Maricon (pueden ser 1 o más)
Se diseñan tiros con carga de acuerdo a
cuadrantes
La rainura se puede perforar ya sea con
tiros “paralelos” o en “V” (depende de
cómo se quiera quede la botada o
marina.. (términos mineros)
16

17. Rainura en V….bien en la conceptual, mal
en la operacional.
17

18. Rainura en tiros paralelos
18

19. Problema de la V cut! (operacional)
19

20. Una vez diseñada la rainura, se procede a
determinar el resto del disparo
Importante: Esto es una propuesta inicial. Ud debe ir viendo como se comporta su
tronadura, en las condiciones de “cerro” (geomecánicas, agua, turnos, etc).
20

21. Usted debe y puede (ojala quiera)
considerar lo siguiente..como ejemplo
21

22. Segunda parte: Una vez perforado….hay que
colocar los explosivos y definir una secuencia de
encendido
22

23. CORTES, RAINURAS, QL O ARRANQUES
 La función del arranque es formar la primera
cavidad en el frente cerrado de una rampa,
galería, chimenea, etc..creando así una
segunda cara libre.
 Para la salida de los demás taladros,
transformándose en un “banco anular”.
 El arranque requiere en promedio 1.3 veces
mas de carga por taladro para desplazar el
material triturado.
23

24. 24

25. MÉTODOS DE CORTE
 Los tipos de trazos de perforación para
formar una nueva cara libre o cavidad de
corte, son dos:
 1. Cortes con taladros en ángulo o cortes
en diagonal.
 2. Cortes con taladros en paralelo.
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26. CORTES EN DIAGONAL
 El corte en diagonal consiste en perforar
taladros de forma angular con respecto al
frente, lo que permite que la roca se rompa
y despegue en forma diagonal, con un
“descostre sucesivo” hasta el fondo del
disparo.
 Los taladros deben ser perforados en
forma escalonada, uno tras otro conforme
lo permita el ancho del túnel(Método poco
usado).
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27. CORTES EN DIAGONAL
 Estos cortes pueden clasificarse en tres grupos:
 1. Corte en cuña
 De ejecución vertical (wedge cut),
 Corte en cuña de ejecución horizontal (“v” o “w”) y
 Corte piramidal.
En los tres casos los taladros son convergentes hacia un eje o
hacia un punto al fondo de la galería a perforar.
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28. CORTE EN DIAGONAL
 2. Cortes en abanico (fan cut) con diferentes
variantes. En este caso los taladros son
divergentes respecto al fondo de la galería.
 3. Cortes combinados de cuña y abanico o
paralelo y abanico.
28

29. 29

30. 30

31. 31

32. CORTE EN PARALELO
 Los taladros son perforados paralelamente y los
Jumbos son los equipos mas adecuados por que
cuentan con brazos articulados en forma de
pantógrafo que facilitan el alineamiento y dan
precisión en la ubicación de los taladros en el
frente de voladura.
32

33. DISEÑO DE MALLAS EN PARALELO DE
VOLADURAS SUBTERRÁNEAS
 Las Operaciones de voladura superficial presentan
mínimo dos caras libres. Donde los taladros se
perforan paralelamente a la cara frontal de alivio lo
que facilita la salida de los disparos.
 En operaciones subterráneas existe solo una cara y la
perforación tiene que ser perpendicular a ella, alineada
con el eje de la excavación, por tanto es muy difícil de
disparar sino se crea el alivio apropiado con taladros
vacíos paralelos a los cargados con explosivo.
 Si no se crea el alivio apropiado cuando detonan los
primeros taladros, el resto de la voladura se soplará
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34. DISEÑO GENERAL DE UN CORTE QUEMADO
Criterios de acción:
Arranque: Formar la cavidad inicial.
Núcleo: Triturar y extraer el máximo
material.
Contorno: Formar el límite de la
voladura.
34

35. TRAZOS DE ARRANQUES
 LEYENDA TALADRO DE ALIVIO
TALADRO CARGADO
35

36. 36

37. TRAZOS PARA ARRANQUE DE TÚNELES
37

38. TRAZOS PARA ARRANQUE DE TÚNELES
38

39. TRAZOS PARA ARRANQUE DE TÚNELES
39

40. 40

41. 41

42. 42

43. 43

44. 44

45. EJEMPLOS PARA LIMITAR EL EFECTO DE
SIMPATÍA ENTRE LOS TALADROS.
45

46.  Los taladros del corte pueden ser ubicados en
cualquier lugar en la cara del túnel. Sin embargo, la
posición del corte o arranque influenciará sobre la
proyección de lanzamiento del material arrancado.
 •Si los taladros de corte se colocan cerca de la
pared, la plantilla requerirá menos taladros pero la
roca fragmentada no será desplazada tan lejos
dentro del túnel.
 •El corte se alterna del lado derecho al izquierdo del
túnel para asegurar que no se perforarán las cañas
remanentes de la voladura anterior.
46

47. POSICIONES DE LOS TALADROS DE ARRANQUE
47

48. 48

49. VARIABLES IMPORTANTES
• La variable más importante y crítica es el burden
(B)(diseño).
• La otra variable que debe evaluarse en un diseño de
perforación de rocas es el tamaño y uniformidad de
la fragmentación (resultados).
49

50. Es la distancia medida perpendicularmente desde un
taladro, a la cara libre más cercana y en la dirección en la
cual probablemente ocurrirá el desplazamiento de la masa
rocosa.
Burden:
50

51. 51

52. •El tipo de roca.
•Tipo de mezcla explosiva a ser usada
•Tipo y características del equipo de perforación,
• De los equipos de carguío y acarreo.
•Tamaño y uniformidad de la fragmentación requerida.
•Preparación y capacitación del personal.
•Ciencia y tecnología a ser empleada
•Software a ser usado
•Planeamiento estratégico de la gerencia para obtener las
metas propuestas,etc. 52

53. DISEÑO DE LOS TALADROS DE CORTE
53

54. MÉTODO POSTULADO POR HOLMBERG
54

55. CÁLCULOS PARA LAS DIMENSIONES DEL
CORTE TALADRO (S) VACÍO (S)
55

56. 56

57. 57

58. 58
F = B (0,1 ± 0,03 H)
H= Profundidad del taladro)

59. 59

60. 60

61. 61

62. 62

63. 63

64. DISTANCIA ENTRE TALADROS
Normalmente varían:
Arranque o QL de 15 a 30 cm ,
Ayudas o descargas, de 60 a 90 cm y en las
Cajas , coronas y zapateras, de 50 a 70 cm.
Como regla práctica se estima una distancia de 2 pies
(60 cm) por cada pulgada del diámetro de la broca.
Los taladros periféricos (coronas y cajas) se deben
perforar a unos 20 a 30 cm del límite de las paredes
del túnel, para facilitar la perforación y para evitar la
sobre rotura, en voladura normal.
64

65. 65

66. No olvidarse del ciclo…..(donde estamos)
66

67. 67

68. Ejemplo: PROYECTO
LOS PELAMBRES
Excavación de Túnel Largo
68

69. PROYECTO MINERO LOS PELAMBRES
Túnel N° 1 : 5.815 m con pendiente de 9,2%
 Túnel N°2 : 5.090 m con pendiente de 10,8%
 Túnel N°3 : 545 m con pendiente de 11,0%
 3 Ventanas : 913 m con pendiente variable
• Mayor longitud excavada: 3.670 m con pendiente de + 9,2%
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70. PROYECTO MINERO LOS PELAMBRES
ANTECEDENTES
• Explotación de yacimiento mediante un rajo abierto
• Extracción y beneficio de mineral con capacidad de 85.000 TPD.
• Provisiones de espacio para llegar a futuro a 120.000 TPD.
Túnel para traspaso de mineral desde mina a planta
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71. PROYECTO MINERO LOS PELAMBRES
DIAGRAMAS DE PERFORACIÓN
Diám. de Perforación : 45 mm
Barrenos Huecos : 102 mm
Salida Espiral, Avance > 95%
Barrenos : 4,0 m
Roca Tipo I a II
Barrenos : 2,0 m a 2,6 m
Roca Tipo IV a V (*)
(*) Clasificación según Barton
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72. EQUIPOS PRINCIPALES
Frente 3.677 m
• Perforación (1) : Boomer 282-38 con 1 x BMHT 1312
• Cargadora (1) : Shaeff - ITC 312 (*)
• Transporte (5) : Wagner MT -426
• Ventiladores(3) : Tipo Axial 2 x 90 KW
(*) ST 6C en túneles cortos
COMBINACION DE TRANSPORTE PARA MANTENER CICLO DE MARINA
• Nichos de maniobra cada500 mts
• Tramo : 0,0 a 1.500 mts : 2 x MT-426
• Tramo : 1.500 a 2000 mts : 3 x MT-426
• Tramo : 2.000 a 2.860 mts : 4 x MT-426
• Tramo : 2.860 a 3.670 mts : 5 x MT-426
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73. CICLO Y AVANCE PROMEDIO
• Perforación, traslado y marcado de frente : 122 min
• Carguío de explosivos y tronadura : 40 min
• Ventilación : 45 min
• Extracción de marina : 130 min
• Fortificación : 115 min
• DURACION TOTAL DEL CICLO
• Días útiles por mes, promedio
• Horas útiles por día
• Ciclos por día, promedio
• Avance por día, promedio
: 452 min (7,53 horas)
: 26
: 20
: 2,65
: 9,42 m
• AVANCE PROMEDIO : 245 m/mes
• TIEMPO DE EXCAVACION : 15 meses
•
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74. RESULTADOS DE FRENTE MAS LARGA (3.670 m)
• Avance promedio
• Tiempo de excavación
- Roca Tipo I
- Roca Tipo II
- Roca Tipo III
- Roca Tipo IV
- Roca Tipo V
: 245,0 m por mes
: 15,0 meses
: 6%
: 19%
: 29%
: 18%
: 28%
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75. Nuevas tendencias para la construcción de
túneles en minería y la minería en si.
Pasado:
• Roca Secundaria
- Granulometría Fina
- Baja Dureza
• Ley relativamente alta
Presente:
• Inicio de la explotación de
la roca Primaria
- Problemas de Estabilidad
- Mineral más Grueso
• Disminución de la Ley
Futuro:
• Roca Primaria
- Alta Dureza
- Granulometría Gruesa
• Baja Ley
• Minas Profundas
• Duplicación y triplicación
Producción
• Baja mecanización
• Intensivo en mano de obra
• Mecanización
• Automatización
• Creciente tamaño equipos
Nuevos Conceptos d
Explotación
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76. Minería continua (construcción de túneles
sin perforación y tronadura (TBM)
76

77. ¿Porqué?
Minería
Convencional Continua
• Tasa Extracción: 0,5 t/m2-día 3-4 t/m2-día
• Productividad: 50 t/h-día 200 t/h-día
• Costo Operación: 3,5 US$/Ton 2,0 - 2,2 US$/Ton
• Producción: 200.000 t/day 400.000 t/day
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78. En túneles significa incorporar TBM
78

79. Se debe ir mas rápido, en roca más
competente (túnel de 9 x 9 m @ 10 km)
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80. TENDENCIAS EN MINERÍA SUBTERRÁNEA
Pasado:
• Roca Secundaria
- Granulometría Fina
- Baja Dureza
• Ley relativamente alta
Presente:
• Inicio de la explotación de
la roca Primaria
- Problemas de Estabilidad
- Mineral más Grueso
• Disminución de la Ley
Futuro:
• Roca Primaria
- Alta Dureza
- Granulometría Gruesa
• Baja Ley
• Minas Profundas
• Duplicación y triplicación
Producción
• Baja mecanización
• Intensivo en mano de obra
• Mecanización
• Automatización
• Creciente tamaño equipos
Nuevos Conceptos de
Explotación
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81. Minería continua….algo así:
Preacondicionamiento Macizo Rocoso Manejo de Materiales Continuo y
Mineral Preacondicionado
Alimentadores
Fracturamiento
Hidráulico
Transportador
Explosivos Continuos en cada
Sin-fin
Industriales Punto de Extracción
y / o
y Detonación
Precisa
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82. Cómo se realiza el trabajo con TBM?
82

83. Comentarios
 Si bien hoy esta ampliamente usado los métodos de
P&T para avances y producción. La intención de no
usar explosivos está.
 En la minería se instalo el concepto de Minería
profunda, desarrollo rápido y minería continua.
 Si no se imponen estas tendencias, no será posible
realizar minería subterránea a gran escala (cobre),
de manera rentable.
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84. En resumen: Todo lo que vimos no sirve de nada,
ya que la minería que viene será otra
Gracias!
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