Articulo cientifico para el curso de geodesia de la universidad nacional de moquegua

1. PROYECTO DE MEJORA DE PERFORACIÓN Y
VOLADURA UTILIZANDO FOTOGRAMETRÍA, GPS Y
SISTEMAS DE NAVEGACIÓN DE PERFORACIÓN
Nombre: Claudia Elízabeth Ramírez Chipana
Código: 2016103039
Ciclo: VII
Curso: GEODESIA
Docente: Ing. Osmar CuentasToledo
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

2. DATOS:
PÁGINA: OneMine.org
AUTORES: Stewart, David; Wiseman,Tamara
ORGANIZACIÓN: Sociedad Internacional de Ingenieros de Explosivos
FECHA DE PUBLICACIÓN: 1 de enero de 2017
DIRECCIÓN DE ENLACE: http://www.onemine.org/document/abstract.cfm?docid=232958&title=Drill-
and-Blast-Improvement-Project-Using-Photogrammetry-GPS-and-Drill-Navigation-Systems

3. RESUMEN
Una cantera ubicada en Georgia es un sitio de campo verde
establecido en 2011. La cantera se encuentra en la parte oriental del
área de Georgia Piedmont. Se encuentra dentro de un cinturón
distintivo, de tendencia noreste, de rocas metamórficas de rango
relativamente alto conocido como Cinturón de Kiokee, una secuencia
de unidades pobremente mapeada que consiste en gran parte de
anfibolita y varios esquistos y gneis que albergan cuerpos de granito
relativamente jóvenes y pegmatita asociada. y diques de aplite.
Las explosiones durante el desarrollo de la cantera generaron altos
porcentajes de sobredimensionamiento, retroceso, mal control del
suelo y mala fragmentación. Se probaron varios diámetros de pozo y
diseños de patrones diferentes, pero se observó poca mejora. La
evaluación de los registros de perforación reveló numerosos huecos y
fracturas que se creía que estaban afectando el rendimiento de los
explosivos. Se determinó que un programa de optimización de
perforación y voladura era necesario para mejorar las condiciones en
la cantera.

4. RESUMEN
El programa se llevó a cabo en fases. La Fase Uno consistió en usar
un perfilador láser de 2 dimensiones y un sistema automatizado
de registro de pozos. Dado que la Fase Uno tuvo un éxito limitado,
se requirió un enfoque más profundo. La fase dos incluyó el uso de
un sistema de perfilado fotogramétrico tridimensional con un
avanzado software de diseño de voladuras, así como un sistema
de levantamiento de pozos para verificar la precisión de la
perforación. Luego de la implementación del sistema de perfilado
tridimensional y la verificación de la perforación, se consideró el uso
de pozos angulados y un cambio de orientación de la cara para
mejorar la estabilidad de la pared alta.
El documento demuestra que un programa de optimización de
perforación y voladura generará un impacto positivo medible en el
rendimiento primario, la reducción de la rotura secundaria, la
reducción de finos y la mejora de las eficiencias con la carga y el
arrastre de roca.

5. PROGRAMA DE OPTIMIZACIÓN
Los objetivos principales del programa fueron la
fragmentación uniforme, un aumento en el
rendimiento de la trituradora, mejorar el
highwall, eliminando el pre acondicionamiento
de las roturas, y manteniendo el control de
pendiente a través del rendimiento optimizado
de perforación y voladura.
Junto con su empresa de perforación, la cantera
implementó un programa de optimización de
perforación y voladura que utiliza sistemas de
monitoreo de perforación, navegación de
perforación, un sistema de perfilado láser 2-D,
tecnología de perfilado fotogramétrico 3-D y
equipo de levantamiento de pozos y un sistema
de levantamiento por GPS.
Figura 1 -Ventilación de gases de una cara de
explosión durante una voladura.

6. FASE 1
La primera fase se centró en los
problemas geológicos observados en el
pozo. Las prominentes fracturas
ubicadas en el pozo, que se intersecaron
con perforaciones en una explosión,
permitieron que los gases explosivos se
ventilen a través de la cara de la
explosión y las perforaciones
adyacentes durante una explosión. La
Figura 1 es un ejemplo de gases que se
ventilan a través de la cara de la explosión
a lo largo de una fractura. Estas
condiciones llevan a la cantera a iniciar su
programa de mejora utilizando un sistema
de monitoreo de perforación y un
perfilador de cara 2-D.

7. FASE 1
La Figura 2 es una muestra de un informe de, LIM
Technologies Inc., una compañía de monitoreo de
perforación. El sistema monitorea los parámetros de
perforación tales como la presión de alimentación de la
herramienta (TP), la presión del aire (IP), la presión de
torque (TQ), tasa de penetración (AS), etc.
Estos datos se pueden usar para determinar la
profundidad donde una cueva o vetas prominentes se
intersecan con un pozo. Esta información es vital para
garantizar que el peso apropiado de los explosivos o el
material de la plataforma se cargue en un pozo a la
profundidad correcta.
Junto con los datos de monitoreo de la perforación, se
tomaron los perfiles 2-D de la cara de la explosión en las
ubicaciones de los pozos individuales. Estos perfiles se
usaron luego para ajustar las plataformas y la carga de
explosivos dentro del pozo.

8. FASE 1
Los ajustes demostraron una reducción visible en la ventilación
de los gases a través de las fracturas y fuera de la cara de la
explosión, pero solo mejoraron marginalmente el rendimiento
de la trituradora y la reducción del tamaño excesivo.
Debido a que los cambios iniciales de la Fase Uno mostraron solo
una mejora marginal en la productividad y la mejora de la
pared alta, se desarrolló e implementó una segunda fase del
programa para abordar estas áreas de desempeño deficiente.

9. FASE 2
La fase 2 del programa de optimización de perforación y voladura
consistió en monitorear los patrones de voladura, los factores del
polvo y la precisión de la perforación. Antes de implementar el
perfilado de cara fotogramétrico, la operación usaba un
perfilador láser 2-D para colocar la primera fila de perforaciones
siempre que fuera posible. Para garantizar mediciones más
precisas, la cantera implementó el software de perfilado de caras
fotogramétrico BlastMetriX3D y el diseño avanzado de
explosiones. Se perfilaron varias caras utilizando el sistema de
perfilado fotogramétrico 3D para auditar los patrones de voladura
actuales y compararlos con el diseño.
Las auditorias de voladura mostraron variaciones significativas en
las cargas de la fila frontal.
La Figura 3 muestra dos perforaciones con cargas variables
tomadas de una explosión auditada. Las perforaciones en ángulo
se utilizaron cuando fue necesario, pero la mayoría de las
perforaciones se perforaron verticalmente.

10. FASE 2
Durante la segunda fase, la cantera comenzó a perfilar
proactivamente la cara de la explosión y al diseño de
un patrón de explosión basado en condiciones de
paredes altas. Esto permite que cada pozo de la fila
frontal se diseñe y coloque de manera personalizada
utilizando el software de diseño de voladuras dentro
del programa.
El diseño de explosiones para garantizar que la carga
y el espacio sean correctos permite una mejor
distribución de los explosivos y produce una
fragmentación más uniforme. Además, mantener la
carga correcta en la fila de la cara reduce
significativamente el potencial de voladores de roca o
de aire, a la vez que permite un movimiento controlado
de pila de pilas.
Figura 4. Muro alto de post explosión tras una explosión diseñada con marcadores de retroceso y perfilador 2D.

11. FASE 2
El talud resultante después de
excavar una explosión que fue
diseñada utilizando marcadores de
retroceso y un perfilador láser 2-D.
El pre acondicionamiento del muro
alto sobresale debido a la ruptura de
la espalda y la rotura de la espalda
causada por la explosión. La pared
superior se perfiló luego utilizando
el sistema fotogramétrico y se
diseñó una explosión utilizando el
software avanzado de diseño de
explosiones.
Figura 5: muro alto posterior a la voladura después de una voladura diseñada con perfiles fotogramétricos 3D y un software avanzado de
diseño de voladuras

12. BENEFICIOS
La Figura 6 muestra los datos de la implementación previa y posterior del programa para el rendimiento de la
trituradora primaria en toneladas por hora. Los datos representados por la línea naranja son el promedio diario
del rendimiento de la trituradora de toneladas por hora antes de implementar el programa de optimización,
mientras que los datos representados por la línea gris son los datos recopilados después de la implementación.
Además del aumento en el rendimiento de la trituradora, la cantera también experimentó una reducción en el
tamaño excesivo y un aumento en la eficiencia del cargador. La cantera hizo un seguimiento de su costo por
roturas secundarias antes y después de la implementación del programa y se dio cuenta de un ahorro en el costo
de la rotura de roca secundaria de USD 97,894 durante los cinco meses posteriores a la iniciación del programa.
Esto equivale a un ahorro promedio de USD 243,000 por año. Debido a la reducción en el tamaño excesivo y una
fragmentación más consistente, la cantera también midió una disminución en el tiempo de carga del camión de
acarreo.
BENEFICIOS

13. Como extensión del programa de optimización
original, la cantera decidió integrar un taladro
que tiene la capacidad de importar un diseño de
explosión georreferenciado exportado desde el
software de diseño de explosión
fotogramétrico. El diseño de voladura luego se
puede importar al sistema de navegación de
perforación para el diseño automatizado del
taladro. Los beneficios de este sistema incluyen
ahorrar tiempo y también reducir posibles
imprecisiones en el diseño de patrones.
Otra parte del programa fue el uso de un sistema
aéreo no tripulado (UAS) para el mapeo
dinámico de fosas.
Los datos recopilados de la y UAS se han
utilizado para rastrear patrones de voladuras,
analizar el rendimiento anterior y posterior a la
voladura y para calcular los contenidos de
almacenamiento. La Figura 7 es una sección
transversal de los vuelos UAS previos y posteriores
a las explosiones. Estos datos pueden usarse para
examinar el desplazamiento y la forma de la pila
de pila.

14. CONCLUSIONES
Los sistemas avanzados y la tecnología utilizada en el proceso incluyeron un
sistema de monitoreo de perforación, perfilado fotogramétrico 3-D y
software de diseño avanzado de voladuras, sistemas de levantamientos de
pozos, GPS, navegación de perforación y sistemas UAS. Originalmente,
estos sistemas y tecnología se emplearon a corto plazo para ayudar a
resolver problemas específicos. El valor y los beneficios de estos sistemas y
tecnologías se realizaron pronto, así como la necesidad de que se utilicen de
manera continua para mantener un programa de optimización.
Debido a que el proyecto fue exitoso económicamente, fue justificable
continuar con el uso de la tecnología avanzada implementada durante el
programa.

15. GRACIAS