1 - 01 fragmentacion sustentable c. scherpenisse y f. mardon

8/16/2019 1 - 01 Fragmentacion Sustentable C. Scherpenisse y F. Mardon

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“ Fragmentación Sustentable”

Carlos Scherpenisse & Francisco Mardones

IX Jornadas de Tronadura 2010

Santa Cruz (Chile), 20 al 22 de Octubre 2010

GEOBLAST S.A., Cirujano Guzmán 138, Providencia - Santiago, Phone: +56 2 7144200, Fax: +56 2 7144230, website: www.geoblast.cl

Fragmentación Sustentable …

• Sustentable: “Que se pueda sostener - mantener en el tiempo yen armonía con el entorno”.

• Fragmentación Sustentable, en términos simples, “Fino sinDañar”.

• El máximo “Fino” que podamos generar con Tronadura.

• Fragmentación reproducible / constante (y no 2 buenas y 1 mala),

con menos variabilidad dentro de una misma tronadura !!!

• Menos brecha entre lo nominal y lo real.

"Fragmentacion Sustentable", C. Scherpenisse & F. Mardones, GeoBlast S.AIX Jornadas de Tronadura ASIEX 2010

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http://www.nitropdf.com/http://www.nitropdf.com/http://www.nitropdf.com/http://www.nitropdf.com/


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Fragmentación Sustentable …• Si cambiamos la distribución granulométrica (más finos) y noscomprometemos con ella, implica en definitiva:– más rendimiento de las palas (aceros de desgaste y mantención),– mejor factor de llenado de los camiones y rendimiento (productividad),– menor utilización de equipos de apoyo (recuperación de pisos)– efecto favorable en el rodado y rendimiento de neumáticos– más finos para el proceso: Chancador (Kwh) & SAG, es decir, Throughput – más finos en el material ROM: más “puntos” de recuperación en las pilas– OJO con los finos en lastre versus estabilidad de los Botaderos (altura, etc.)

• Si lo anterior cambia …, no sólo cambia el negocio si no queMEJORA el negocio, porque tiene el potencial de procesar otrosmateriales (por aumento de capacidad de tratamiento y/o aumentoen la recuperación, se podría por ejemplo cambiar la ley decorte……), extender la vida de la mina, etc.

Desafíos de Hoy• Las actuales condiciones de la minería claramente impone nuevos

desafíos (costos crecientes, disminución de leyes, gigantismos,profundización / grandes taludes, ancho de las expansiones,restricciones operacionales, tasas de extracción, etc.)

• Se requiere aumentar la Productividad y mejorar la Seguridad.En un contexto de Seguridad de la Mina como un activo, el cualpuede verse comprometido por “eventos” que modifican y afectansignificativamente al negocio (perdidas de rampas, grandesderrumbes, ángulos ,mineral expuesto, etc.)

• Se requiere mover grandes volúmenes y asegurar la “velocidad”

de la fase, en asociación a una alta productividad (reducir loscostos de operación de grandes equipos de minería) y dar lasfacilidades para la continuidad operacional.

• La Mina y el plan minero se “construye” con explosivo (P&T). Nobasta tener a los mejores Ing de Geotecnia o de P&T, es imperativouna mejor caracterización del macizo rocoso, mayor conocimientodel proceso y una mejor Ingeniería de P&T.


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Qué se desea de la tronadura ….Obtener una fragmentación óptima minimizando el daño al macizo rocoso conla consecuente mejora en la estabilidad de taludes.

Tronadura ideal ?

Fragmentación

Esperada

“FINOS”

Mínima

Proyección

(fly rocks)Mínimo

Daño

Bajo nivel de

vibraciones

Una PilaTronada de

Alta

Productividad

Maximizar productividad, Disminuir el costo por tonelada, Maximizar tamaño de tronadura

Logro de

Pisos

L a P a r a d o j a : Q u e r em o s l a d e s t r u c c ió n t o t a l ( f r a gm e n t a c i ón ) e n u n ár e a , S I N “ d aña r ” e l

ár e a a l e d aña ce r ca n a !

“Damage is any change in a material property which degrades the material’s performance”, Brown et al, 1994.

“Any fracturing or generation, extension or degradation, or any irreversible deformation such as the shearingand opening of fractures, which causes deterioration of the rock mass”, Li, 1993.


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CL IENTES CL IENTES IntegraciIntegracióón den dela Tronadurala Tronadura

al Negocio Mineroal Negocio Minero

CaracterizaciCaracterizacióónn

del Macizo Rocosodel Macizo Rocoso

para el Disepara el Diseñño eo e

Ingenier Ingenier ííaa

dede P&TP&T

Modelo de Integración

de la Tronadura con elNegocio Minero

ModelamientoModelamiento

GeoGeo--DinDináámico ymico y

DesarrolloDesarrollo ToolsTools

para Opt. uso depara Opt. uso de

Det. Electr Det. Electr óónicosnicos

Mod. de laMod. de la

FragmentaciFragmentacióón,n,

Ajustes Ajustes

CalibraciCalibracióón yn y

NuevosNuevosDesarrollosDesarrollos

DefiniciDefinicióón, Criterios,n, Criterios,

ModelamientoModelamiento

DaDañño (Bancoo (Banco--

Taludes)Taludes)

Mediciones &Mediciones &

ControlControl

DiagnDiagnóósticostico

ProcesoProceso P&TP&T

y Aplicaciy Aplicacióón den de

Las MejoresLas Mejores

Pr Pr áácticascticas

MMéétricatrica

MediciMedicióónn

QA / QC, GestiQA / QC, Gestióónn

Base de DatosBase de Datos

EvaluaciEvaluacióónn

El ingeniero de Tronadura (Area de Tronadura) TIENE UNA GRAN CARGA y debe satisfacer simultáneamente varios

objetivos muchas veces contrapuestos, por supuesto Minimizando el Costo Global Mina

EL INGENIERO DE TRONADURA, TIENE UNA GRAN CARGA …..

Reflexión y Foto: C. Mckenzie


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¿ Qué Hacer ?••InformaciInformacióón Disponiblen Disponible ……

••Modelos conocidosModelos conocidos

••TargetsTargets clarosclaros ……

••Grados de libertadGrados de libertad ……

Variabilidad de los Resultados según los “input” al Diseño

MacizoRocoso

Perforación

Malla / LongitudTamaño / Geometría

ExplosivoRetardos

Diseño e

Implementación

Tronadura

MediciónControl

ComparaciónConciliación

Fragmentación Daño Bancos FragmentaciónSustentable

¿?


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Caracterización del Macizo Rocoso para Tronadura

Velocidad Penetración AquilaGeología Largo Plazo

BANCO 512/520 – Fase 7 Oeste

Modelo BloquesRQD Velocidad Penetración AquilaGeología Largo Plazo

BANCO X12/X20 – Fase N - Oeste

Modelo BloquesRQD

Caracterización de la Calidad del MacizoRocoso Evaluación de Daño en Tronadura

Perfil

G3-G4

Perfil

G1-G2

Perfil

Prueba

Especial


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Fragmentación Sustentable y Reproducible

• Fragmentación con menos variabilidad dentro de una mismatronadura– Porque no identificamos a tiempo distintos materiales (UCS, IBS, ROP, …),– Porque la calidad de implementación tiene muchas brechas (Burden ± 10%,

Espaciamiento ± 10%, Longitud ± 10%)– Porque la cantidad o calidad de los Insumos (kg Explosivo, VOD, Taco /

Confinamiento / Acción de los gases, Dispersión de Retados …..)– Porque según el tamaño de la tronadura (a igual diseño) la Fragmentación

total es diferente, según, el núcleo versus el perímetro y el porcentaje decada uno de ellos en el total

• Más tronaduras pequeñas significa en definitiva más contactos entretronaduras (sobrequebradura entre una y otra, fuente de sobre tamaño)

• Tronaduras más grandes, menos frecuencia de tronaduras por día osemana, menos interferencia operacional (cortes de energía, despeje depalas, etc.) y mayor productividad !!!

Modelamiento y PredicciModelamiento y Prediccióón de la Fragmentacin de la Fragmentacióónn

Resultsof two component

Swebrec model (blast3724-12)


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Fragmentación Resultante de Tronadura

Zona de Fragmentación

Gruesa – Dominada por

la Característica del

Macizo

Explosivo

Crushing zone -

responsable por finos

• ....

• Kuz-Ram [Cunningham, 1983, 1987, 2005]

• Blastability Index [Lilly, 1986, 2001 + Palmstrom1982, 1995 + Bickers et al 2001]

• CZM [Kanchibot la et al, 1998]

• TCM [Djordjevic, 1999]

• CZI [Onederra et al, 2003, 2004]• Spathis [2004]

• Swebrec [Ouchterlony, 2005]

• ...

Modelos Predictivos


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Modelos Predictivos

Vista en Planta CON Líneas de Muestreo (+ Alteración)

T_F01B2280_22

18/03/09981.000 Ton.

T_F01B2280_2502/04/09678.000 Ton.

T_F01B2280_24

22/03/09

793.000 Ton.

LM3 LM1

LM6

LM7

LM5

LM8

LM10LM13

LM12

LM4

LM11

LM2

LM9

SC

K

P

P


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Líneas de Muestreo 1 a 13 - Tronaduras B2280_22+24+25Medición Distr ibución Granulométrica ROM - GeoBlast (Jun io 2009)

Métodología Digitalizacion Fotografias (WipFrag) + Corrección por Finos

Tronadur as F01-B2280-22&24&25

15.4

23.9

41.1

45.1

49.8

41.0

17.917.817.5

25.328.528.1

31.9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000

Tamaño de Partículas [mm]

P a s a n t e A c u m u l a d o [ % ]

LM1 (c/F) LM2 (c/F) LM3 (c/F) LM4 (c/F) LM5 (c/F)

LM6 (c/F) LM7 (c/F) LM8 (c/F) LM9 (c/F) LM10 (c/F)LM11 (c/F) LM12 (c/F) LM13 (c/F) Porc. Bajo 1 1/4"

PROMEDIO: Líneas de Muestreo 1 a 13 – Tronaduras B2280_22+24+25Medición Distribución Granulométrica ROM - GeoBlast (Junio 2009)

Métodología Digitalizacion Fotografias (WipFrag) + Corrección por Finos

Tronaduras F01-B2280-22&24&25

29.48

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000

Tamaño de Partículas [mm]

P a s a n t e A c u m u l a d o [ % ]

Promedio

Curva Compilada

TOTAL (29.48%

bajo 1 ¼”)


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Anál is is d el Carguío de Explosivo

Distribución del Peso en Kilos

Calidad en la Implementación de P&T

Perf.,Explosivo y Secuencia

Distribución de Eº, Frag. & Daño

Zonificación

Simulación 3D

Auditoria Permanente al Proceso de P&T (Quality Assurance / Quality Control )


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ENERGIA (Cantidad vs Distribución vs Transferencia [ F d.C] ).

15 m

1.5m

6 3/4"5.6m x 5.6mFC=203g/Tn

12.5 m18.5 Kg/m100%231 Kg

ANFO

4.0 m26.7% Hb

11.5 m25.1 Kg/m136%289 Kg

ANFO

7 7/8"6.3m x 6.3mFC=202g/Tn

5.0 m33.3% Hb

9"6.9m x 6.9mFC=201g/Tn

10.5 m32.8 Kg/m178%345 Kg

ANFO

6.0 m40.0% Hb

9 7/8"7.4m x 7.4mFC=201g/Tn

10.0 m39.5 Kg/m214%395 Kg

ANFO

6.5 m43.3% Hb

10 5/8"7.7m x 7.7mFC=204g/Tn

9.5 m45.8 Kg/m248%435 Kg

ANFO

7.0 m46.7% Hb

12 1/4"8.4mx8.4mFC=204g/Tn

8.5 m60.8 Kg/m329%517 Kg

ANFO

8.0 m53.3% Hb

[ F d.C] & Distribución versus Vibración o Daño

4.0 x 5.0317 kg (3.72m)

320 g/t

5.0 x 5.0397 kg (4.66m)

320 g/t

5.5 x 5.5480 kg (5.64m)

320 g/t

6.0 x 6.0572 kg (6.72m)

320 g/t

6.5 x 6.5671 kg (7.88m)

320 g/t

LP Buffer-1 a 3m de LP

1395 mm/s

2455 mm/s

3529 mm/s

4487 mm/s

5204 mm/s

PPV


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Ejemplo Efecto Tronadura y Vibración

Cercana y Lejana

ANGULO

INTERRAMPA

r

ANGULO CARADE BANCO

b

CAMPO CERCANO

2000mm/s a 1000mm/s (con 200Hz o +), significa

aproximadamente aceleraciones de 200g a 100g

CAMPO CERCANOZona de “Disturbancia” de 30m, donde la roca

(macizo rocoso) reduce su competencia.

CAMPO LEJANO

20mm/s (a 5 Hz), significa

una vibración equivalente a

una Aceleración de 0.06g

TRONADURA

EN

CONTORNO

Prácticas y Daño por Tronadura


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Optimización deTronadura y

Control de Daño

Evaluación de DiseñosAlternativos

Prácticas y Daño por Tronadura


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Caracterización de la Calidad del Macizo Rocoso

Evaluación de Daño en Tronadura – Factor de Diseño (FD)

Influencia de la Tronadura en la Estabilidad de Taludes

Falla Talud (después de 8 meses de haber

explotado el banco): Campo Lejano

Pila del Material Tronado

EstacasGrietas Levantamiento de un bl oque limitado

por una falla: Campo Cercano


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¿ Cómo agregamos valor al negocio minero ?

• Quebrar los Actuales Paradigmas asociados a la GP&T ….

– Tamaño de Tronadura (¿ Cómo ?)

– Importa conocer la calidad / características del Macizo Rocoso

– Geometría Tron. (“grandes” polígonos paralelos al talud o perpendiculares ???)

– El Factor de Carga es el KPI de Daño ??? (300 gr/tn en 12 ¼ con 900 kg. por pozo(8mx9m), o 300 gr/tn en 6 ½” con 350k por pozo (5mx6m).

– El PC es imprescindible y la única opción (funciona bien siempre ¿¿?). Se han vistolos supuestamente correctos (1.5m ó 2m de espaciamiento en 6 ½” ,hasta otros en10 5/8” a 4 m de espaciamiento – denominados pseudo precorte ¿¿??. Importa elnombre ?, importan las medias cañas o importa la calidad y competencia con quedejamos la cara del banco)

¿ Cómo agregamos valor al negocio minero ?

• Riesgos del PreCorte (además de los costos):

– Creer que por si solo resuelve el problema o satisface lo recomendado (por losdiseños geomecánicos donde letra chica – establece como las “mejores prácticas”)

– Creer que es suficiente o por que “filtra”, frente a él podemos hacer cualquiertronadura

– Creer que es la única opción y por igual razón agregar “entropía” innecesaria a laoperación (lentitud en la perforación versus el avance horizontal y vertical de laexpansión)

– Decidir donde y cuando usarlo (análisis técnico-económico), en que Fases, segúntiempo de exposición, taludes finales, etc.

– Riesgo para los operadores y equipos al ejecutar la perforación a poca distanciade la pata y pared del banco.


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¿ Cómo agregamos valor al negocio minero ?• Nuestras preocupaciones sobre daño lejano por tronadura (cuñas ocondiciones locales en equilibrio inestable) hoy nos imponen importantesrestricciones.

• Cuando pasamos por ese banco (campo cercano) lo “golpeamos” con2000mm/s y ahora nos preocupa no sobrepasar 20 mm/s ¿?

• Los bancos de hoy serán taludes mañana.

• Construimos el talud con explosivos (es decir, construimos la geometríabanco-berma, el cumplimiento del ángulo interrampa [estéril-minera], elmovimiento día [rendimientos pala-camión-proceso], es decir la promesa

del Negocio …. CON EXPLOSIVOS o a “a puro explosivo”..)

• Parece que debiéramos poner un poco mas de atención a esta “operaciónunitaria”…

Integración de la Tronadura al Negocio MineroT areas que se complementan y convergen hacia el Objetivo Central de

agregar Valor Sustentable desde la P&T al Negocio Minero

1. Una permanente Evaluación y Control de la Operación de P&T (identificar oportunidades y priorizar para agregar valor en elcorto Plazo)

2. Métrica, Manejo de información en línea de la Implementación yde los Resultados de los Diseños (experiencia & trazabilidad)

3. Caracterización del Macizo Rocoso para Diseño de Tronadura4. Modelamiento Geodinámico y Mejor utilización Det. Electrónicos5. Revisar, validar y enriquecer modelos de Fragmentación y

Distribución Granulométrica (vs. destino y recuperación enplanta)

6. Definición y Evaluación Daño en Bancos y Taludes (campo cercano y lejano de impacto en el corto y largo plazo)


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GP&T y su Impacto en el Negocio• Con tronaduras a todo lo ancho de expansión, se puede revisar el rendimiento delas palas (y no aplicar 100Ktpd para T. Producción vs. 60Ktpd en T. Contorno), lavelocidad de la fase, la inversión y en definitiva el Plan Minero (la promesa denegocio nuevamente cambia y mejora).

• Fragmentar MAS y MEJOR significa ser MAS AGRESIVOS, tan agresivo comosea posible, es decir, hasta cierto límite. Un desafío es entonces conocer eseLIMITE y “darle hasta que duela” pero “sólo hasta que duela”.

• Cuanto ¿?, lo que cada roca o macizo rocoso soporte en cada sector o metro linealde banco. Un diseño “metro a metro” parece un exceso, pero subconjuntos dondeen el caso del daño, la lógica sea la del “costo menor”.

• En contorno, en el banco y bajo un rampa, el costo menor es recuperar un pata vsel costo mayor (y a veces muy mayor) de recuperar la rampa, correr la rampa,dejar una berma mayor, perder mineral en el fondo, etc.

• En este contexto claramente las tronaduras DEBEN ser tratadas y definidascomo un “individuo” con sus propias objetivos, condiciones y restricciones(cualidades y defectos), por lo tanto nace con un ID propio desde el Plan de CortoPlazo como un polígono definido (mediano plazo), y no es un “corte” del banco elque define la forma y tamaño (según la “dinámica operacional ….”)

Práctica Habitual Tronadura de Contorno(Precorte, Buffer, Amortigu ada, Cara Libre)


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“ Reformular” Concepto

Tronadura de Contorno

Nuevo Estándar; cambiar

tamaños y geometría de

tronaduras

Modificar esquema de

“Huincha de Producción” y

“Huincha de Contorno”

Cambio en la Estrategia de GP&T ¿¿ ??Huincha deContorno

Huincha deProducción

Huincha deProducción

Casos prácticos aplicando el concepto deTronadura de Contorno jun to a la Tronadura de Producción.

T_F01B2264_27

26/06/09

469.000 ton

T_F01B2264_28

28/06/09

483.000 ton

T_F01B2264_26

22/06/09463.000 ton


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Focos Críticos para el Exito• Conocimiento en detalle de las características del macizo rocoso: “metro a

metro”.

• Control y diseño específico (ID) para cada tronadura

• Implementación real y defensa de las mejores prácticas operacionales deP&T.

• Uso de alta tecnología en beneficio del negocio (mediciones que seamoscapaces de analizar y convertir en información útil -y a tiempo- para tomardecisiones).

• Formación de un equipo de expertos multidisciplinario integrado con unúnico objetivo (Planificación de corto plazo, P&T, Geomecánica)

• Concordar KPI (fragmentación ROM/Chancado, Daño)

Reflexiones Finales ….• El negocio minero (el proceso de la mina y su viabilidad técnico-económica), puede

verse afectado por las Tronaduras.

• Se produce un impacto positivo a nivel de Plan Minero, secuencia de las fases,productividad de fases, costos de operación e inversión y perfil de mineral finopor año.

• Si entendemos mejor como producir “más finos” en la mina, no sólo cambia elnegocio si no que MEJORA el negocio, porque tiene el potencial de procesar otrosmateriales (por aumento de capacidad de tratamiento y/o aumento en larecuperación, se podría por ejemplo cambiar la ley de corte……), extender la vidade la mina, etc.

• Una estrategia / enfoque basado en la Visión del Negocio que IntegraGeomecánica & Tronadura, donde se les entiende como un proceso inserto en unacadena de valor, con claras relaciones de “cliente/servidor”.

• “La Tronadura: de Unidad Productiva a Unidad de Negocios”. La Minería es unNegocio, como Negocio necesita procesos de Negocio y Sistemas que conecten laestrategia de largo plazo con sus actividades diarias”.


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Reflexiones Finales ….• Los tiempos no están ya para estimar promedios, ni tampoco para

optimizar económicamente el negocio en base a esos promedios.

• Lo que necesitamos hoy día es todo lo contrario: son instrumentos ycriterios para caracterizar, discriminar, y optimizar el proceso de P&T ysus áreas relacionadas, afectando positivamente y agregando beneficiosal negocio.

• El entender el comportamiento (daño y fragmentación resultante), nospermitiría, contar con un porfolio de unidades mineralizadas (en esenciade activos tonelaje-leyes), los cuales requieren ser administrados(tratados) de la manera más eficiente.

• Sobre la base de este porfolio de unidades mineralizadas, analizado enfunción de diferentes escenarios productivos, el plan minero viene aconstituirse en el plan de negocios de la Empresa.

Gracias por su Atenci ón !

Fragmentación Sustentable, SI,es posible y un desafío ineludiblede la minería, para mejorar elnegocio y ser más competitivos a

nivel mundial.

Carlos Scherpenisse & Francisco Mardones

GeoBlast S. A.

GEOBLAST S.A., Cirujano Guzmán 138, Providencia - Santiago, Phone: +56 2 7144200, Fax: +56 2 7144230, website: www.geoblast.cl


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