Perforación y Tronadura

Qué es?

En el ámbito Técnico: La transformación del recurso (roca/mineral) (se Fragmenta)

En el ámbito Productivo: La primera operación en el ciclo productivo de una mina

Como Proceso la Perforación: Cavidad donde serán alojadas las cargas explosivas y accesorios de iniciación

Como Proceso la Tronadura: La liberación de energía mediante una reacción química (explosivos) que permite fragmentar la roca y desplazarla

¿Por qué se hace la P&T?

Necesidad de hacer la primera separación de mineral, necesidad de transportarlo y cargarlo

Teoría general de la perforación:

Percusión: Corresponde a los impactos producidos por los golpes del pistón, los que a su vez originan ondas de choque que se transmiten a la broca a través del varillaje.

Rotación: Con el movimiento de rotación se hace girar la broca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones.

Empuje: Corresponde a la fuerza necesaria para mantener en contacto la broca con la roca.

Barrido: Fluido de barrido que permite extraer el detrito del fondo de la perforación.

La siguiente figura representa en forma sencilla la combinación de las cuatro acciones anteriormente descritas.

El proceso de perforación requiere de una fuente de energía, y de acuerdo con el tipo de energía que se utilice, se definen diferentes métodos de perforación de rocas: por ejemplo, mecánicos, térmicos, hidráulicos, etcétera.

Dureza: Oposición de una capa superficial a la penetración de otro cuerpo más duro. La dureza de una roca depende de la composición de los granos minerales constituyentes, de la porosidad de la roca, del grado de humedad, etcétera.

Resistencia: La resistencia mecánica de una roca es la propiedad de oponerse a su destrucción frente a una carga exterior, estática o dinámica. Las rocas oponen una resistencia máxima a la compresión, y comúnmente la resistencia a la tracción no pasa del 10% al 15% de la resistencia a la compresión.

La resistencia de las rocas depende fundamentalmente de su composición mineralógica. Entre los minerales integrantes se destaca la presencia del cuarzo, que es el más sólido de los minerales. Las rocas con presencia de cuarzo presentan una resistencia a la compresión que supera los 500 *MPa, mientras que la calcita tiene una resistencia a la compresión de 10 a 20 MPa. En general, y por este motivo, cuando existe una mayor presencia de cuarzo en una roca la resistencia a la compresión y tracción aumenta.

*El pascal (símbolo Pa) según el Sistema Internacional (SI) es la unidad     derivada de presión , la presión interna , la tensión , el módulo de Young y la resistencia a la tracción, recibe el nombre del matemático francés, físico, inventor, escritor y filósofo Blaise Pascal . Es una medida de la fuerza por unidad de área, definida como un newton por metro cuadrado .Múltiples unidades comunes de pascal son la hectopascales (1  hPa ≡ 100 Pa), kilopascales (1  kPa ≡ 1000 Pa), megapascales (1  MPa≡ 1.000.000 Pa), y gigapascal (1  GPa ≡ 1000000000 Pa).

Elasticidad: La mayoría de los minerales constituyentes de las rocas tienen un comportamiento elástico-frágil. Esta característica pasa por diferentes estados, hasta llegar a la destrucción cuando se supera el límite de resistencia, llamado límite de elasticidad.

Plasticidad: Cuando en las rocas se supera el límite de la elasticidad, comienza la deformación plástica (es decir, la roca se deforma, pero no vuelve a su estado original). La plasticidad depende de la composición mineral de las rocas, y disminuye con el aumento del contenido de cuarzo, feldespato y otros minerales duros.

Abrasividad: Es la capacidad de las rocas para desgastar la superficie de contacto de otro cuerpo más duro durante el proceso de rozamiento. Los factores que elevan la capacidad abrasiva de las rocas son:

La dureza de los granos constituyentes de las rocas. Por ejemplo, las rocas que contienen granos de cuarzo son sumamente abrasivas.

La forma de los granos. Los más angulosos son más abrasivos que los redondeados.

El tamaño de los granos. La porosidad de la roca, que da lugar asuperficies de contacto rugoso con concentración de tensiones locales.

Textura: La textura de una roca se refiere a la estructura de los granos minerales constituyentes de ésta. Se manifiesta a través del tamaño de los granos, de la forma, de la porosidad, etcétera.

Estructuras geológicas: Las propiedades estructurales de los macizos rocosos, como diaclasas y fallas con su rumbo y manteo, pliegues y otras, tienen una influencia directa en el rendimiento de los equipos de carguío, ya que pueden favorecer la fragmentación por fracturamiento preexistente y aumentar con ello el acondicionamiento para la carga.

Por qué es importante la P&T?

Por ser la primera operación dentro del ciclo de operación mina.

Cavidad donde serán alojadas las cargas de explosivo y accesorios de iniciación.

Componentes principales de un sistema de perforación

Perforadora, fuente de energía mecánica.

Varillaje, medio de transmisión de dicha energía.

Broca o bit, útil que ejerce sobre la roca la energía.

Barrido, efectúa la limpieza y evacuación del detrito producido.

Clasificación de la perforación

Según sus maquinarias:

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 unas estructuras (orugas), donde el operador controla en forma cómoda todos los parámetros de perforación.

Según tipo de trabajo:

Perforación de banqueo: Perforaciones verticales o inclinadas utilizadas preferentemente en proyectos a cielo abierto y 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).

Perforación de producción: Término utilizado en las explotaciones mineras a trabajos de extracción de mineral (estéril). Los equipos y métodos varían según el sistema de explotación.

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 RaiseBoring y la jaula trepadora Alimak.

Perforación con recubrimiento: Utilizado en materiales poco consolidados, en perforación de pozos de captación de aguas y perforaciones submarinas.

Sostenimiento de rocas: Utilizado para la colocación de pernos de anclaje en labores subterráneas principalmente.

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.

Perforación Horizontal: Permite la instalación de ductos por debajo de obstáculos, cualquiera que sea la naturaleza del suelo o de la roca. Se acciona un rotor percutor para horadar y desmigajar la roca (o el suelo) que haya que atravesar. Antes de iniciar este tipo de perforación, se excava un hoyo de entrada y otro hoyo de salida con la profundidad requerida. Señalemos que es posible efectuar un sondeo en pendiente, aunque es imposible ejecutar una trayectoria curva (cosa que puede realizarse en la perforación horizontal dirigida).

Perforación por percusión.- emplea un trépano o pieza que desmenuza la roca y una cuchara para la extracción de los restos. Es una técnica válida para cualquier tipo de material, sobre todo rocas consolidadas (otros métodos son rotopercusión y rotación con circulación de agua o lodos).Tronadura:

La Tronadura tiene como propósito fundamental maximizar la energía liberada por el explosivo para fragmentar lo mejor posible una parte del macizo rocoso, mientras que por el lado contrario, el deseo es a su vez minimizar la energía del mismo hacia la otra parte del macizo rocoso (remanente) para así producir el menor daño posible.

Palabras claves para entender la operación

Podemos entrar a lo que se llama Tunelería, entendiendo el concepto de Perforación y Tronadura.

Metodo para la construcción de túneles.

Minería TuneleríaPara los mineros las metas de producción productiva son medidas en toneladas o m3.

Hacer el frente de avance del túnel tan rápido como sea posible.

Extraer las toneladas a un costo más bajo como sea posible.

Consideraciones detalladas de requerimientos en el diseño.

Minimizar la dilución del mineral. Tiempo y costos están fuertemente relacionados.

Asegurar una alta utilización de los equipos. La utilización de los equipos es una prioridad secundaria.

Cumplir con las regulaciones de seguridad y medio ambiente.

Cumplir con las regulaciones de seguridad y medio ambiente.

Tipos de Túneles (Secciones)

La sección depende de:

¿Cómo se hace un túnel?

Primero: Distinguir las zonas en un túnel para perforar y cargar los tiros

Segundo:Perforar los tiros de acuerdo a un diseño de disparo (RAINURA)

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)

Si la Rainura sale bien, tiene la mitad del trabajo hecho.

Identificando la rainura

Tiros huecos: Maricón (pueden ser 1 o más)

Se diseñan tiros con carga de acuerdo a cuadrantes (IMM 2500)

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)

Rainura tipo V bien en lo conceptual, mal en lo operacional

Rainura en tipos paralelos:

Escriba aquí la ecuación.Problema de la V cut! (operacional)

Una vez diseñada la rainura, se procede a determinar el resto del disparo

Importante: Esto es una propuesta inicial. Se debe ir viendo y verificando cómo se comporta su tronadura, en las condiciones de “cerro” (geomecánicas, agua, turnos, etc.).

Se puede considerar lo siguiente:

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

Factores que influyen en la selección de explosivos: para una minaa Rajo abierto:Variables controlables

Diámetro de perforación Altura de perforación Pasadura

Inclinación de la perforación Altura del taco Material del taco Burden Espaciamiento Tamaño de la tronadura Dirección de la tronadura Sistema de iniciación Número de caras libres Tipo de explosivo Método de carguío Agua Otros.

Variables No controlables Geología Propiedades geomecánicas Frecuencia de fracturas Orientación de estructuras Condiciones de Agua Otros.

De acuerdo a las condiciones del cerro y variables de operación decido Tipo de explosivo que funciona en forma segura, ambientalmente factible y

económicamente conveniente

Una vez seleccionado, se realiza el siguiente procedimiento Se lleva a la frente los explosivos y accesorios. Se realiza la carga de explosivos de acuerdo al diseño, considerando

o Ceboo Carga de columna o Tacoo Amarre y secuencia de encendido

Amarre de Disparos: Donde en la figura señala nonel desamarrado y despues ya amarrado.

Después de esto se analiza la tronadura de acuerdo a un procedimiento, y se analiza visual y computacionalmente.

Ciclo del túnel

Diseño de la tronadura

El diseño del proceso de tronadura debe considerar ciertos aspectos fundamentales que permitan una correcta operación y el cumplimiento de los programas de extracción de corto plazo de manera segura, oportuna y eficiente.

Para la minería a gran escala, tanto la operación de carguío de explosivos como la administración de polvorines son realizadas por empresas externas, lo que obliga a contar con los canales de comunicación adecuados.

Planos de diseño

Todo diseño de tronadura en una mina a rajo abierto debe ser entregado en un plano, en el que se deben indicar a lo menos los siguientes elementos:

Sector por tronar, identificando el número de la tronadura, el banco, el tipo de material (si se trata demineral o estéril) y el tipo de roca, indicando sus propiedades básicas (densidad, presencia de agua,etc.).

Tipos de explosivos que se deben utilizar y tiempos de retardo por pozo. Secuencia de encendido (tiempos de retardo y dirección de amarre). Identificación de todos los pozos por cargar, de acuerdo con códigos establecidos o

numeracióncorrelativa. Día y hora de la tronadura. Diámetro de perforación. Nombre del jefe de tronadura.

Chequeo de información del plano

Toda esta información debe ser verificada y chequeada en terreno, ya que es posible que ocurran situaciones como las que se señalan a continuación.

Puede ocurrir que:

El número de pozos señalados en el plano sea menor que el número de pozos perforados en terreno.

La profundidad de los pozos sea diferente a la profundidad planificada. La disposición geométrica en el terreno sea diferente a la del plano. Otros aspectos relacionados con la seguridad en la operación que no sean advertidos.

En tal sentido, cualquier anomalía deber ser siempre informada al supervisor o jefe de tronadura de la mina.

Procedimientos de tronadura

En el uso de productos explosivos y accesorios para realizar labores de tronadura siempre se debe velar por cumplir con todas las reglamentaciones vigentes de seguridad y procedimientos operacionales.

Para las tronaduras se distinguen las siguientes etapas:

Autorización de acceso

Al ingresar a una malla de perforación para proceder al carguío de explosivos se deberá contar siempre con la autorización de algún supervisor de la mina. Esta autorización debe ser comunicada personalmente o por radio. Es importante consultar siempre por riesgos adicionales, como las condiciones del entorno (clima) o cambios en las operaciones mineras, con el fin de asegurar el correcto trabajo.

Cierre y señalización del lugar de trabajo

La primera acción consiste en verificar el área, asegurándose de que no exista ningún impedimento para la carga normal de explosivos. Delimitar siempre el área con conos y

letreros. Además, es importante impedir el acceso a toda persona ajena a la operación de carga de explosivos. El personal adjunto debe solicitar autorización; por ejemplo, muestreros, topógrafos, etc.Primado y carguío de explosivos

El primado consiste en introducir uno o más detonadores en un explosivo de alto poder. Para primar es necesario contar con los siguientes componentes:

Booster: Explosivo de alto poder detonante, que posee la energía necesaria para iniciar toda lacolumna explosiva.Otra definición: Los BOOSTERS son iniciadores cilíndricos a base de Pentolita,  fabricados especialmente para producir alta velocidad y alta  presión de detonación, para asegurar una óptima iniciación de los  agentes de voladura, heet y emulsiones.

Sistema de iniciación no eléctrico: Está compuesto por un detonador de un tiempo predeterminado y un tubo de un largo suficiente para conectar las diferentes líneas de iniciación.

Acciones previas

Verificación del área

Antes de comenzar la operación carguío de explosivos se debe inspeccionar el área para verificar que todo esté en regla. En caso contrario, por ningún motivo se descargarán los explosivos y accesorios en el área y se comunicará de inmediato la condición anómala al supervisor de tronadura.Una vez realizada la verificación se darán a conocer al personal involucrado en la operación todas las especificaciones pertinentes y el sector en que se puede primar y cargar, ya que puede tratarse de una tronadura de adelanto.

Profundidad de los pozos

Antes de primar se deberá chequear la profundidad de todos los pozos del disparo, dejando en cada uno de ellos una tarjeta de identificación en que se indique la profundidad y cantidad de explosivo del pozo. De existir pozos cortos (profundidad menor a la de diseño), se identificarán con un "mono" (pila de piedras,Diseño Procedimientos Control y evaluaciónuna sobre otra) y se comunicará al supervisor o encargado del carguío de explosivos, quien a su vez comunicará la situación al supervisor de la mina. Si es necesario perforar un pozo lateral o repasar un pozo corto, se dejará el espacio suficiente y debidamente señalizado para el ingreso de una perforadora al sector, respetando lo indicado en los procedimientos internos de la mina.

Distribución de accesorios

Confirmadas las medidas de los pozos, se procederá al reparto de los accesorios y boosters, teniendo presente que ningún accesorio de tronadura podrá ser tirado al suelo. Éstos serán depositados con mucha precaución en el piso, a un costado de cada pozo.

Primado

El primado de los tiros consiste en introducir el o los detonadores al interior de un explosivo, lo que tiene lugar una vez realizadas las verificaciones pertinentes. Teniendo especial cuidado en que los detonadores queden dentro del booster, se bajará la prima por el centro del pozo, evitando los roces, y ubicándola a la profundidad programada.Los tubos no eléctricos deberán quedar amarrados en la parte central de un coligüe que será ubicado en la boca del pozo. Si existe necesidad de dejar accesorios en el piso, éstos deberán quedar en un lugar debidamente señalizado y protegido del tránsito de vehículos que se desplazan en el disparo.

Carguío

El supervisor dispondrá la ubicación de los camiones fábrica (camiones que transportan las materias primas que se mezclan en las proporciones definidas para cargarlas en la misma perforación) con el fin de iniciar el carguío del explosivo en la perforación e indicará claramente la cantidad de explosivo por tiro, contemplando las indicaciones señaladas en el plano de amarre y la dirección de carguío.Una vez que los pozos han sido cargados, éstos deberán ser tapados adecuadamente para asegurar el debido confinamiento de la carga. Para tal efecto, se empleará el mismo detritus (material alrededor de cada pozo producto de la perforación), evitando la caída de piedras que en su trayectoria pudieran cortar el tubo nonel. Para el tapado de los tiros se emplearán los equipos tapahoyos, que introducen el detritus en la perforación.Terminado el carguío, se solicitará al jefe de tronadura que dé la autorización para amarrar el disparo y los pasos por seguir.

Tronadura de adelanto

Una tronadura de adelanto es un proceso que se realiza anticipadamente, con la intención, por logeneral, de tronar al otro día. En caso de una tronadura de adelanto se debe considerar lo siguiente:

No se primará la corrida de pozos que da hacia el material tronado; además, se dejará una corrida depozos en todo el contorno del área de carguío, exceptuando la cara libre (que da hacia el frente decarguío), que puede ser primada y cargada previa autorización del supervisor de tronadura de la mina.

Si se trata de un disparo durante la noche, se dejarán espacios expeditos para el tránsito de personaly de vehículos de la mina que requieren atender equipos que

deban permanecer en el área pornecesidad operacional, especialmente las perforadoras, evitando así que estos vehículos ingresen al áreacargada durante la noche.

De tratarse de un disparo normal que se va a tronar durante el día, se deberá dejar sin primar (o sinpreparar los cebos) la corrida de pozos que da al material tronado, situación que puede ser autorizada porel supervisor de la mina que esté a cargo, dependiendo de la posición de la pala que está atacando elfrente de carguío.

La asignación de los retardos o el tiempo que demora en detonar cada pozo será entregada al personalpor el supervisor o capataz que se encuentre en el disparo. Cualquier duda respecto de la ubicación deberá ser consultada a ellos.

Importante:

Si existe explosivo fuera de los pozos o en el lugar de resguardo, no se deberá dejar nunca un área sinpersonal; será responsabilidad de todo el personal velar porque esta medida se cumpla siempre.

El operador deberá chequear continuamente la densidad del explosivo.

El supervisor o capataz chequeará los tacos mediante huincha, según el programa de carguío depozos.

Amarre del disparo

El amarre de disparo consiste en realizar todas las conexiones, de acuerdo con una secuencia y tiempos de iniciación establecida en la etapa de diseño.El amarre de un disparo se realiza sólo cuando lo confirme el supervisor de tronadura que esté de turno; nunca podrá quedar amarrado un disparo de un día para otro (excepto en situaciones debidamente justificadas e informadas).Se comenzará con el amarre dentro del área de disparo que se encuentra ya tapado (pozos cargados y tapados), por la cual no deben circular camiones fábrica y/o camionetas con accesorios.

Consideraciones del amarre del disparo

Si por fuerza mayor no se quema el disparo en el día, y ya se hubiese realizado la labor deamarre, se procederá a retirar todos los accesorios de la superficie, los que deberán ser eliminadosposteriormente. En caso de existir recorte y de que éste hubiese quedado instalado, se dejarádebidamente señalizado, comunicando esta situación al supervisor de tronadura de la mina.

En caso de que un disparo haya sido amarrado para ser quemado a la hora programada y,por fuerza mayor, éste no se trona, se dejará una persona con un equipo de comunicacióncustodiando el área, siempre y cuando el disparo haya sido postergado para más tarde en el mismo día.

Si no es así, se procederá como indica el párrafo anterior.

En el caso de usarse cordón detonante, éste se colocará en un portacarrete para su distribución.Se debe tirar de un extremo del cordón, mientras se mantiene fijo el carrete en el piso con el rollo decordón en el otro extremo. Al llegar con el cordón al extremo opuesto del portacarrete, se dejará unchicote de unos 50 cm para amarrar la línea troncal.

Los conectores "J" (perros de amarre) se amarrarán desde este extremo hacia el carrete, demanera de no dejar líneas tensas que pudiesen cortarse durante la detonación. Al momento de amarrar elconector "J" al cordón detonante, se podrá retirar el coligüe que estaba en el pozo con los dos tubosdetonadores. Esta operación no podrá efectuarse antes, ya que las líneas no eléctricas podrían serarrastradas por una eventual caída del detritus en el pozo, al quedar éste con un bolsón de aire duranteel tapado.

Es necesario tener la precaución de que el perro de amarre y el cordón queden en ángulorecto (90º), para así evitar cualquier corte provocado por la onda de detonación. De igual forma, elcontacto "J" debe quedar unido al detritus o cutting cuando ya está amarrado el cordón detonante para nocortar los tubos no eléctricos que van al pozo y, además, mantener el ángulo recto entre el cordón y lostubos.

La misma precaución se deberá tomar al conectar la línea troncal, debiendo quedar siempre enángulo recto.

Una vez que se encuentre amarrado todo el sistema de disparo se procederá a colocar losconectores de superficie. Éstos se ubicarán en la línea troncal, entre las filas, en el extremo opuesto ala entrada del fuego, siguiendo la línea troncal de manera de evitar cualquier corte durante la detonación.

Si en el disparo existiese recorte, se colocará un retardo de un segundo en el punto de iniciacióndel primario para atrasar la salida de este último respecto del recorte.

Se deberá tener precaución de dirigir el fulminante o detonador en el sentidocorrecto respecto de la entrada del fuego, iniciándose en el tubo y propagándose al detonador. Un erroren este punto puede dejar sin detonar toda la tronadura primaria.

Si es una tronadura extensa (desquinche), se colocarán retardos de un segundo en la líneade fuego ubicadas cada siete corridas de producción, evitando que todo el recorte salgainstantáneamente y que alguna piedra proyectada en altura pudiera cortar el cordón en superficie. Secolocará un segundo retardo paralelo a éstos, cumpliendo únicamente con el objetivo de asegurar lacontinuación de la detonación por si alguno falla.

Una vez instalados todos los retardos, se procederá a chequear el amarre de todo el disparo,responsabilidad que debe cumplir el capataz y/o supervisor que está a cargo del área.

De iniciarse el disparo en el centro del recorte, se debe tener la precaución de dirigircorrectamente los fulminantes en el sentido de la detonación, de modo de evitar cualquier interrupción enla onda de detonación.

Cuando exista certeza de que no llegará personal ajeno a la tronadura, se procederá a retirarlos letreros y conos que delimitan el área de carguío y de tronadura. De no existir capacidad en la camioneta para guardar conos y letreros, se dejarán a resguardode la tronadura, siendo retirados posteriormente.

Se procederá posteriormente a conectar el tubo de 500 a 1000 m, según sea el requerimientodel disparo, chequeando además que el tubo y fulminante no presenten ninguna anomalía.

En la conexión del fulminante con el cordón detonante se deberá utilizar una huinchaadhesiva para asegurar el conector, de manera de evitar que éste se suelte al

salir con la línea paraubicarse en un lugar protegido y seguro. Para efectuar esta medida se deberá tener la certeza de que nohay personal ajeno atrás del disparo y que toda el área fue despejada, información que deberá serentregada por el supervisor de la mina a cargo del disparo.

Siempre se deberá disponer de al menos un tubo adicional de reemplazo de 500 o 1.000m, de manera de cambiarlo inmediatamente en caso de una falla que no se hubiese detectado conanterioridad. Además, se deberá disponer de dos percutores de pie o chispero con sus respectivosfulminantes, que permitirán iniciar los tubos de 500 o 1.000 m.

Una vez extendido el tubo de 500 o 1.000 m, y comenzando a sonar la sirena de advertencia, se cortará eltubo que luego se colocará en el percutor. Previo a esta operación se deberá hacer un segundo corte a dos metros del primero para asegurarse de que el tubo tenga la película explosiva suficiente que permita transmitir la onda de detonación en toda su longitud. Esta operación es necesaria debido a la diferencia de nivel existente entre la fábrica del tubo y la faena, la que se traduce en una diferencia de presión. Esta diferencia de presión hace salir parte de la película explosiva al momento de efectuar el primer corte al tubo.

Una vez colocado el tubo en el percutor, éste se ubicará en el suelo, tomando la precaución deque el terreno esté limpio y parejo para evitar que el percutor se desplace al momento de golpearlo con elpie.

El operador deberá esperar la orden verbal del supervisor de la mina que esté a cargo parapercutir el fulminante e iniciar el tubo no eléctrico.

Operación tapado de pozos

El tapado de pozos es una operación que se realiza con el propósito de confinar las cargas explosivaspara así poder aprovechar la liberación de energía en la fragmentación y desplazamiento de la roca. Esimportante considerar los siguientes aspectos operacionales:

Como acción previa al tapado, se deberá soltar la amarra del tubo no eléctrico del coligüe y sujetarlocon la mano en forma segura; en lo posible, dar una o más vueltas con el tubo alrededor de la mano.

El ayudante deberá tomar una posición estable y segura; es decir, de frente al equipo, de tal forma de mantener una visión total de la operación.

El tapado de pozos adyacentes a un material tronado o a la cara libre es un caso especial, en el que elataque al pozo deberá hacerse en forma diagonal, de manera que el operador no dé la espalda al bordedel banco o a material poco estable. En este caso, durante el tapado, el ayudante deberá mantener laslíneas descendentes del pozo en forma medianamente tensa. Además, deberá tener una completacomunicación con el operador para indicarle los pasos por seguir.

El tapado de hoyos se realizará con el detritus de la perforación.

El operador y ayudante seleccionarán dicho material, asegurándose de que no existan colpas de grantamaño, las cuales podrían producir cortes en las líneas descendentes.

Los pozos que presenten dificultad para el tapado con el equipo deberán ser tapados con palas debronce.

Si algún pozo no presenta detritus para ser tapado, el operador deberá trasladar material sobrante depozos ya tapados, tomando la precaución de no pasar a llevar las líneas de dicho pozo.

Al término del tapado de un pozo, se procederá a verificar el estado de las líneas, tensándolassuavemente para asegurarse de no haber producido cortes de alguna de ellas, que no hayan sidodetectados durante el tapado.

Realizada la acción del punto anterior, se amarrarán las líneas al coligüe, teniendo el cuidado de dejarlos conectores "J" entre el amarre y el pozo. Esto último favorece la operación de amarre.

Tronadura

Antes de la tronadura

Siempre se debe realizar la revisión de amarre según el plano y verificar todas las conexiones. Esta operación es recomendable que sea realizada por las personas más experimentadas, que deben observar con atención y chequear todo el disparo.Debido a los riesgos asociados durante el inicio del disparo, es necesario definir una zona o área de seguridad que determine la evacuación tanto de equipos como de personas. Además, todos los posibles accesos al área de tronadura deben restringirse mediante la disposición de personas y equiposnecesarios (loros), los que estarán en contacto permanente vía radio con el jefe de turno de la mina y el encargado de tronadura.

Inicio de la tronadura

Corresponde al inicio del disparo por parte de personal especializado. Es muy importante tener presente que toda esta información (día, hora y sector) debe ser conocida por todo personal que transite y trabaje en la mina; por lo tanto, se debe contar con letreros que indiquen esta información en los lugares de mayor tráfico.Cuando se inicie el disparo, se debe considerar en forma muy especial lo siguiente:

Chequear que la zona sea evacuada por todo el personal, y que los equipos se encuentren adistancias seguras de posibles proyecciones de roca.

Utilizar sistemas de aviso mediante sirenas y comunicaciones radiales.

Disparar desde lugares seguros, previamente definidos. Realizar el disparo de acuerdo con la autorización del encargado de la tronadura.

Chequeo de la tronadura

Es la etapa final de la tronadura, en la que se debe tener siempre presente:

Regresar al área de tronadura una vez disipados los humos y gases. Revisar completamente la zona tronada en caso de cualquier anomalía (TQ), verificar y

avisar. En minas a rajo abierto nunca se debe realizar un disparo sin luz natural (la ley lo

impide). Avisar que la tronadura se realizó sin novedades y que se pueden iniciar las

operaciones mineras

Control y evaluación de la tronadura

Desde un punto de vista técnico, y en general, los aspectos que se evalúan en toda tronadura son la fragmentación del mineral, la forma de la pila, la dilución del mineral y el daño que se pueda haber producido. Para evaluar es fundamental conocer el objetivo global que persigue la operación de tronadura realizada y sus prioridades, ya que en algunos casos será necesario privilegiar ciertos aspectos por sobre otros.

Por ejemplo, cuando se efectúan tronaduras cercanas a las paredes del rajo, el daño es más relevante que la fragmentación reflejada en el tamaño y distribución del material mineralizado.

Fragmentación

Por definición, la tronadura consiste en el uso de explosivos para la reducción de tamaño, por lo que la fragmentación es uno de los principales objetivos en todo proceso de tronadura. El grado de éxito de la fragmentación tiene relación directa con la eficiencia y calidad de los procesos que se desarrollarán posteriormente, como son el carguío, transporte y procesamiento del mineral y el vaciado en botaderos del estéril o lastre.

Cuando se evalúa la fragmentación es importante determinar el tamaño promedio de la roca y su distribución (porcentaje de material fino y grueso). Esta evaluación debe hacerse tomando en consideración el equipo de carguío y transporte que será utilizado y, particularmente, las dimensiones del balde (carguío) y la tolva del camión (transporte). Con la evaluación de estas variables se determinará si será necesario utilizar una tronadura secundaria o de reducción para poder efectuar el transporte del material.

En síntesis, para evaluar la fragmentación se debe considerar lo siguiente:

Equipos de carguío y transporte. Medición del tamaño medio del material fragmentado (en forma manual o con

fotografías). Distribución de tamaños existente (cantidad de material fino y grueso). Para poder

controlar la fragmentación, es necesario considerar: Aspectos del entorno, en especial las características de la roca, presencia de agua y

tendencia estructural. Variables de diseño, en especial las relacionadas con el tipo de explosivo, diámetro de

perforación, burden y tiempos entre pozos, tiempos entre filas y secuencia de encendido.

Forma de la pila

La fragmentación de las rocas mediante explosivos debe considerar adicionalmente un correcto desplazamiento del material para la formación de la pila que permita que el equipo de carguío pueda realizar su labor de manera segura y eficiente. Es por ello que una parte importante del control y de la evaluación de la tronadura sea determinar la forma que tiene la pila y su relación directa con el carguío y el transporte.

En síntesis, para evaluar la forma de pila se debe considerar:

Equipos de carguío y transporte. Necesidad de pilas extendidas o más apretadas Diseño Procedimientos Control y evaluación Distribución de tamaños existente.

Para poder controlar la forma de pila es necesario considerar:

El rendimiento de los equipos de carguío y transporte. Las variables de diseño, en especial las relacionadas con los tiempos de retardo,

secuencia y caras libres existentes. La secuencia de encendido y tiempos de retardo.

Dilución

La dilución se refiere a la mezcla de mineral con material estéril. Esta característica tiene una incidencia importante en los resultados de recuperación metalúrgica y programas de producción de la mina. Desde el punto de vista de la tronadura, la dilución es relevante para

los efectos de la planificación, disposición y ejecución de disparos que consideren diferentes materiales.

En síntesis, para evaluar la dilución se debe considerar:

Capacidad de selección del equipo de carguío. Tipo de mena. Disposición en el disparo pre y post tronadura.

Daño

El daño se refiere a toda consecuencia no deseada causada por efecto de la fragmentación de rocas. En particular, se refiere a alteraciones tanto en la infraestructura (equipos, oficinas) como en taludes, bermas, caminos, rampas e incluso alteraciones graves en el medio ambiente, como es la excesiva generación de polvos y gases.

Para evaluar el daño de la tronadura se deberán realizar:

Inspecciones visuales a elementos que no se deseen alterar. Cuantificaciones del daño a través de criterios visuales y/o numéricos.

Para controlar el daño posible de una tronadura es necesario considerar la aplicación de técnicas de tronadura controlada, en especial precorte y filas amortiguadas, así como el uso de mayores distancias de despeje de equipos y máquinas y la revisión de variables de diseño de la tronadura, en especial el burden.

Ventilación en el Yacimiento.

La distribución de aire en un sistema de ventilación de minas, es la asignación de caudales de aire -en cantidad y calidad- al interior de los diversos sectores de la mina, demandantes del recurso, de manera tal de lograr: medioambientes subterráneos aptos para el normal desempeño de los trabajadores, y, una óptima operación de las instalaciones y equipos.

La distribución efectiva del recurso aire hacia los diferentes sectores de una mina a ventilar, es función del uso y buen grado de utilización de los diversos dispositivos de control de flujos, tales como puertas de ventilación, tapados, reguladores y ventiladores reforzadores, instalados para este fin (distribución) al interior de los circuitos -principales y secundarios- de ventilación.

En las últimas décadas, se han producido fuertes cambios en cuanto a inyección, distribución y extracción de aire de ventilación en minas subterráneas explotadas por métodos de hundimiento ; dichos cambios, se han generado debido a diferentes factores, tales como cambios desarrollados en métodos de explotación, lejanía entre los portales de ventilación y los puntos finales de consumo del vital elemento en interior mina, lo cual ha ido acompañado de una masiva incorporación y operación de equipos diesel, implicando -esto último- un incremento de contaminantes y de las correspondientes concentraciones ambientales de dichos contaminantes, altamente tóxicos para la vida humana.

Ventilación Natural:

La energía más barata y abundante en la naturaleza es el aire natural, que se utiliza en la ventilación para minas subterráneas.Este aire se introduce por la bocamina principal de ingreso, recorriendo el flujo del aire por la totalidad del circuito de ventilación, hasta la salida del aire por la otra bocamina.Para que funcione la ventilación natural tiene que existir una diferencia de alturas entre las bocaminas de entrada y salida. En realidad, más importante que la profundidad de la mina es el intercambio termodinámico que se produce entre la superficie y elinterior. La energía térmica agregada al sistema se transforma a energía de presión, susceptible de producir un flujo de aire (el aire caliente desplaza al aire frío produciendo circulación).La ventilación natural es muy cambiante, depende de la época del año, incluso, en algunos casos, de la noche y el día.Dado que, la VENTILACIÓN NATURAL es un fenómeno de naturaleza inestable y fluctuante, en ninguna faena subterránea moderna debe utilizarse como un medio único y confiable para ventilar sus operaciones.

Ventilación Auxiliar:

Como ventilación auxiliar o secundaria, definimos aquellos sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas restringidas de las minas subterráneas, empleando para ello circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire viciado que les proporciona el sistema de ventilación general.Por extensión, esta definición la aplicamos al laboreo de túneles desde la superficie, aun cuando en estos casos no exista un sistema de ventilación general.Los sistemas de ventilación auxiliar que pueden emplearse en el desarrollo de galerías horizontales, utilizando ductos y ventiladores auxiliares son:

♦Sistema impelente: El aire es impulsado dentro del ducto y sale por la galería en desarrollo ya viciado.Para galerías horizontales de poca longitud y sección (menores a 400 metros y de 3.0 x 3.0 metros de sección), lo conveniente es usar un sistema impelente de mediana o baja capacidad, dependiendo del equipo a utilizar en el desarrollo y de la localización de la alimentación y evacuación de aire del circuito general de ventilación de la zona.

♦Sistema aspirante: El aire fresco ingresa a la frente por la galería y el contaminado es extraído por la ductería.

Para ventilar desarrollos de túneles desde la superficie, es el sistema aspirante el preferido para su ventilación, aun cuando se requieren elementos auxiliares para remover el aire de la zona muerta, comprendida entre la frente y el extremo de laductería de aspiración.

♦Un tercer sistema es el combinado, aspirante-impelente, que emplea dos tendidos de ductería, una para extraer aire y el segundo para impulsar aire limpio a la frente en avance. Este sistema reúne las ventajas de los dos tipos básicos, en cuanto a mantener la galería y la frente en desarrollo con una renovación constante de aire limpio y en la velocidad de la extracción de los gases de disparos, con la desventaja de su mayor costo de instalación y manutención.Para galerías de mayor sección (mayor a 12 m2), y con una longitud sobre los400 metros, el uso de un sistema aspirante o combinado es más recomendable para mantener las galerías limpias y con buena visibilidad para el tráfico de vehículos, sobre todo si éste es equipo diesel.

Hoy día, es la ventilación impelente la que más se usa, ya que el ducto es una manga totalmente flexible, fácil de trasladar, colocar y sacar. En este caso, el ventilador al soplar infla la manga y mueve el aire. En el caso de la ventilación aspirante, estas mangasdeben tener un anillado en espiral rígido lo que las hace muy caras.

El uso de sistemas combinados, aspirante – impelentes, para ventilar el desarrollo de piques verticales, es también de aplicación práctica cuando éstos se desarrollan en forma descendente y la marina se extrae por medio de baldes.

En estos casos, el uso de un tendido de mangas que haga llegar aire fresco al fondo del pique en avance es imprescindible para refrescar el ambiente.La aplicación de sistemas auxiliares para desarrollar galerías verticales está limitada a su empleo para ventilar la galería donde se inicia el desarrollo de la chimenea o pique, dado que la destrucción de los tendidos de ductos dentro de la labor vertical por la caída de la roca en los disparos es inevitable (en su reemplazo se utiliza el aire comprimido).

Uso de Aire Comprimido:

Por su alto costo, en relación a la ventilación mecanizada, el uso del aire comprimido para atender la aireación de desarrollos debe limitarse exclusivamente a aquellas aplicaciones donde no es posible por razones prácticas el utilizar sistemas auxiliares de ventilación como es el caso particular del desarrollo manual de chimeneas o piquesinclinados.El uso de sopladores de aire comprimido para ventilar los desarrollos horizontales, se debe limitar a aquellas galerías de pequeña sección que por la falta de espacio físico no hacen posible los tendidos de mangas de ventilación y para acelerar la salida de los gases en los sistemas aspirantes, instalando los sopladores en el extremo de la cañería de aire comprimido cercana a las frentes (zona muerta), siempre que no sea posible el uso de ventiladores eléctricos portátiles con manga lisa que impulse aire a la frente en avance.

ART. 141, DS 72: En las galerías en desarrollo donde se use ventilación auxiliar, el extremo de la tubería no deberá estar a más de 30 metros de la frente.

Requerimientos de aire:Las necesidades de aire al interior de la mina, deben ser determinadas en base al personal y el número de equipos que trabajan al interior de las labores en los niveles que componen la mina, además de conocer el método de explotación.El cálculo de las necesidades, permitirá ventilar las labores mineras en forma eficiente, mediante un control de flujos tanto de inyección de aire fresco, como de extracción de aire viciado. Esto permite diluir y extraer el polvo en suspensión, gases producto de la tronadura o de la combustión de los vehículos.Para determinar el requerimiento de aire total se utilizan los siguientes parámetros operacionales:

♦Caudal requerido por el número de personas.♦Caudal requerido por desprendimiento de gases según Norma Chilena♦Caudal requerido por temperatura.♦Caudal requerido por el polvo en suspensión

♦Caudal requerido por la producción.♦Caudal requerido por consumo de explosivos♦Caudal requerido por equipo Diesel

Carguío y Transporte de Mineral:

Dentro de los procesos productivos de mayor costo se encuentra el carguío y transporte de material, debido a que es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados (flota), alto grado de mecanización, menor rendimiento productivo por equipo y constituye un proceso de operación prácticamente continuo y lento.

El objetivo del proceso es “Retirar   el   material   tronado   de   la   frente   y   transportarlo adecuadamente a su lugar de destino”, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia:

Preparación de la zona de trabajo, Posicionamiento de equipos, Retirar el material volado desde la frente de trabajo (Carguío), Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado, Transporte del material a su lugar de destino (Planta, acopio, botaderos, etc.), Descarga del material, Retorno del equipo de transporte al punto de carguío (si es que se requiere su retorno).Esta secuencia se cumple hasta que haya sido retirado el material requerido de la frente.

Como lo mencionamos anteriormente, este proceso productivo es el más influyente en los costos de operación (45% al 65% del costo mina), por lo que es de gran importancia garantizar un ambiente de operación apto para lograr los mejores rendimientos de los equipos involucrados, tanto en la parte física (material, equipos, mantención, disponibilidad, insumos, etc.), como en la parte humana (operadores, mantenedores, jefes de turno, etc.).

El proceso productivo de carguío y transporte se puede esquematizar de la siguiente forma:

¿Cuándo lo llevamos a cabo?

Una vez que el material ha sido volado y que se ha revisado el área verificando que la operación será segura (tiros quedados, colpas muy grandes, derrumbes, etc.), se procede a preparar la zona de carguío (sello), para lo cual se requerirá (si es necesario) de equipos de apoyo como bulldozers, wheeldozers, cargadores de servicio, camiones de riego, que dejen expedito el sector para la operación de los equipos de carguío y transporte. Cumplido con esto se posiciona el equipo de carguío con su correspondiente flota de equipos de transporte para iniciar la operación.

En minas de tajo abierto la preparación del sello no constituye una operación unitaria para el ciclo de carguío y transporte, ya que por lo general es más de una la zona a cargar y mientras los equipos de carguío y transporte operan en un sector, los equipos de apoyo están preparando otro.

¿Qué se hace?

Fundamentalmente lo que se hace es extraer el material quebrado (volado) desde la frente de operación por el equipo de carguío, para luego ser depositado en el equipo de transporte, lo cual se logra posicionando el equipo (cargador frontal o pala) frente al material cargado, en un área donde tanto el equipo de carguío como los equipos de transportes puedan operar sin problemas. El equipo de carguío penetra el material volado con su balde, llenándolo y desplazándolo hacia el punto de descarga, donde el balde es vaciado sobre la tolva del equipo de transporte (o recipiente). Esto se repite hasta que el equipo de transporte alcance su llenado operacional y sea reemplazado por otro equipo de transporte para continuar cíclicamente hasta agotar el material de la frente de trabajo.

Los equipos de transporte trasladarán el material a su destino parcial o final, ya sea a botaderos (estéril), acopios de mineral con baja ley, acopios de lixiviación, acopios de mineral de alta ley, chancado, etc., donde procederán a descargar el material y retornar a la operación (carguío, reserva o mantención).

¿Con qué se hace?

La operación de realiza con equipos adecuados, según la descripción del proceso, es decir dependiendo de la continuidad del proceso y los equipos involucrados. Para el carguío se cuenta con variados equipos como Cargadores frontales, Palas hidráulicas de excavación frontal o retro excavadoras, Palas cable, Dragalinas, Rotopalas, etc., para el caso del transporte se cuenta con equipos como Camiones convencionales (carreteros), Camiones articulados, Camiones fuera de carretera, Ferrocarriles, Correas transportadoras, Mototraillas (auto cargadoras), etc.

La flota seleccionada tendrá relación directa con las características de la mina, tanto físicas, geométricas y operacionales (rendimientos exigidos). (Ver texto Maquinarias y Equipos Mineros para la Explotación de un Tajo abierto).

¿Cuál es el costo de cargar y transportar?

En función de los rendimientos exigidos y alcanzados, las características de la explotación, los equipos, la operación y el mercado, se pueden obtener costos de operación que fluctúan entre un 45 a un 65% del costo global de la operación de la mina, pudiendo ser mayores o menores dependiendo de las condiciones de operación en la faena. El carguío oscila entre un 10 y un 20% del costo y el transporte entre un 35 y un 45%.

En cuanto a inversiones, también podemos apreciar que los montos involucrados respecto a las otras operaciones unitarias, son mucho mayores ya que un camión de 240 Ton cortas cuesta más de US$ 2.000.000, un cargador frontal adecuado para este camión tiene un valor similar y una pala hidráulica para este tipo de camiones tiene un valor superior a los US$ 5.000.000. Existen otros equipos de carguío y transporte de menores capacidades, lo cual se verá reflejado en un valor menor. Debemos notar que la capacidad de los equipos incide directamente en el rendimiento de éstos.

Esquema Particular de Proveedores: Entradas - Carguío y Transporte – Salidas – Clientes.