fragmentación sustentable 2011

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

Fragmentación Sustentable

Junio 2011


Fragmentación Sustentable …

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

• Fragmentación Sustentable, en términos simples, “Fino sin Dañar”.

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

• Fragmentación reproducible / constante (y no dos buenas y una mala ….), con menos variabilidad dentro de una misma voladura !!.

• Menos “brecha” entre lo nominal y lo real.


Fragmentación Sustentable … • Si cambiamos la distribución granulométrica (más finos) y nos

comprometemos con ella, implica en definitiva: – más rendimiento de las palas (menos desgaste y mantención), – mejor factor de llenado de los camiones y rendimiento (menos deterioros y

desgaste en las tolvas), – menor utilización de equipos de apoyo (recuperación de pisos) – efecto favorable en el rodado y rendimiento de neumáticos – OJO con los finos en lastre versus estabilidad de los Botaderos (altura, etc.) – más finos para el proceso: Chancador (Kwh) & SAG, es decir, Troughput – más finos en el material ROM: más “puntos” de recuperación en las pilas

• Si lo anterior cambia …, no sólo cambia el negocio si no que MEJORA el negocio, porque tiene el potencial de procesar otros materiales (por aumento de capacidad de tratamiento y/o aumento en la recuperación, se podría por ejemplo cambiar la ley de corte……), 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 cual puede verse comprometido por “eventos” que modifican y afectan significativamente al negocio (perdidas de rampas, grandes derrumbes, ángulos ,mineral expuesto, etc.)

• Se requiere mover grandes volúmenes y asegurar la “velocidad” de la fase, en asociación a una alta productividad (reducir los costos de operación de grandes equipos de minería) y dar las facilidades para la continuidad operacional.

• La Mina y el plan minero se “construye” con explosivo (P&V). No basta tener a los mejores Ing de Geotecnia o de P&V, es imperativo una mejor caracterización del macizo rocoso, mayor conocimiento del proceso y una mejor Ingeniería de P&V.


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

Voladura ideal ?

Fragmentación

Esperada

“FINOS”

Mínima

Proyección

(fly rocks) Mínimo

Daño

Bajo nivel de

vibraciones

Una Pila de

Alta

Productividad

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

Logro de

Pisos


La Paradoja: Queremos la destrucción total (fragmentación), SIN “dañar” el área cercana !!! “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 shearing

and opening of fractures, which causes deterioration of the rock mass”, Li, 1993.


CLIENTES Integración de

la Tronadura

al Negocio Minero

Caracterización

del Macizo Rocoso

para el Diseño e

Ingeniería

de P&T

Modelo de Integración de la Voladura con el Negocio Minero

Modelamiento

Geo-Dinámico y

Desarrollo Tools

para Opt. uso de

Det. Electrónicos

Modelo de la

Fragmentación,

Ajustes Calibración

y Nuevos

Desarrollos

Definición, Criterios,

Modelamiento

Daño (Banco-

Taludes)

Mediciones & Control

Diagnóstico

Proceso P&T

y Aplicación de

Las Mejores

Prácticas

Métrica

Medición

QA / QC, Gestión

Base de Datos

Evaluación


El ingeniero de Voladura (perdón … el Área de Voladura) TIENE UNA GRAN CARGA y debe satisfacer simultáneamente varios objetivos muchas veces contrapuestos, por supuesto Minimizando el Costo Global Mina


¿ Qué Hacer ?

•Información Disponible …

•Modelos conocidos

•Targets claros …

•Grados de libertad …


Variabilidad de los Resultados según los “input” al Diseño

Macizo

Rocoso

Perforación

Malla / Longitud

Tamaño / Geometría

Explosivo

Retardos

Diseño e

Implementación

Tronadura

Medición

Control

Comparación

Conciliación

Fragmentación Daño Bancos Fragmentación Sustentable ¿?


Caracterización del Macizo Rocoso para Tronadura

Velocidad Penetración AquilaGeología Largo Plazo

BANCO 512/520 – Fase 7 Oeste

Modelo Bloques RQD Velocidad Penetración AquilaGeología Largo Plazo

BANCO X12/X20 – Fase N - Oeste

Modelo Bloques RQD


Caracterización de la Calidad del Macizo Rocoso Evaluación de Daño en Voladura

Perfil

G3-G4

Perfil

G1-G2

Perfil

Prueba

Especial


Fragmentación Sustentable y Reproducible

• Fragmentación con menos variabilidad dentro de una misma voladura – Porque no identificamos a tiempo distintos materiales (UCS ± 10%, FF ± 10%),

– Porque la calidad de implementación tiene muchas brechas (Burden ± 10%, Espaciamiento ± 10%, Longitud ± 10%)

– Porque la cantidad o calidad de los Insumos (Cantidad de Explosivo ± 10%, VOD ± 10%, Taco / Confinamiento / Acción de los gases ± 10%, Retados …..)

– Porque según el tamaño de la voladura (a igual diseño) la Fragmentación total es diferente, según, el núcleo versus el perímetro y el porcentaje de cada uno de ellos en el total

• Mas voladuras pequeñas significa en definitiva mas contactos entre

voladuras (sobrequebradura entre una y otra, fuente de sobre tamaño)

• Voladuras más grandes, menos frecuencia de voladuras por día o semana, menos interferencia operacional (cortes de energía, despeje de palas, etc.) y mayor productividad !!.


Modelamiento y Predicción de la Fragmentación

Results of two component

Swebrec model (blast 3724-12)


Crushed Zone vs. Cracked Zone

Zona de Fragmentación

Gruesa – Dominada por

la Característica del

Macizo

Explosivo

Crushing zone - responsable por finos


Crushed Zone Model (CZM)


Vista en Planta CON Líneas de Muestreo (+ Alteración)

T_F01B2280_22

18/03/09

981.000 Ton.

T_F01B2280_25

02/04/09678.000 Ton.

T_F01B2280_24

22/03/09

793.000 Ton.

LM3 LM1

LM6

LM7

LM5

LM8

LM10

LM13

LM12

LM4

LM11

LM2

LM9

SC

K

P

P


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

Métodología Digitalizacion Fotografias (WipFrag) + Corrección por Finos

Tronaduras 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]

Pa

sa

nte

Ac

um

ula

do

[%

]

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+25

Medición 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]

Pa

sa

nte

Ac

um

ula

do

[%

]

Promedio Curva Compilada TOTAL (29.48% bajo 1 ¼”)


Análisis del Carguío de Explosivo Distribución del Peso en Kilos

Calidad en la Implementación de P&V


Modelamiento y Predicción de la Fragmentación a nivel de pozo individual


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

15 m

1.5m

6 3/4"5.6m x 5.6m

FC=203g/Tn

12.5 m

18.5 Kg/m

100%

231 Kg

ANFO

4.0 m26.7% Hb

11.5 m

25.1 Kg/m

136%

289 Kg

ANFO

7 7/8"6.3m x 6.3m

FC=202g/Tn

5.0 m33.3% Hb

9"6.9m x 6.9m

FC=201g/Tn

10.5 m

32.8 Kg/m

178%

345 Kg

ANFO

6.0 m

40.0% Hb

9 7/8"7.4m x 7.4m

FC=201g/Tn

10.0 m

39.5 Kg/m

214%

395 Kg

ANFO

6.5 m43.3% Hb

10 5/8"7.7m x 7.7m

FC=204g/Tn

9.5 m

45.8 Kg/m

248%

435 Kg

ANFO

7.0 m

46.7% Hb

12 1/4"8.4mx8.4m

FC=204g/Tn

8.5 m

60.8 Kg/m

329%

517 Kg

ANFO

8.0 m

53.3% 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


ANGULO CARA DE BANCO

a b

ANGULO INTERRAMPA

a r

ALTURA DE BANCO h b

ANGULO INTERRAMPA

a r

ALTURA INTERRAMPA

h r ANGULO GLOBAL (OVERALL ANGLE)

a o

ALTURA GLOBAL (OVERALL)

h o

ANCHO DE RAMPA

b r

ANCHO DE BERMA

b

Parámetros que definen la geometría de un talud minero y que pueden verse afectados por los diseños y prácticas de P&V


Ejemplo Efecto Tronadura y Vibración Cercana y Lejana

ANGULO INTERRAMPA

a r

ANGULO CARA DE BANCO

a b

CAMPO CERCANO 2000mm/s a 1000mm/s (con 200Hz o +), significa aproximadamente aceleraciones de 200g a 100g

CAMPO CERCANO Zona 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 Voladura


Optimización de Voladura y

Control de Daño

Evaluación de Diseños Alternativos


Prácticas y Daño por Voladura


Cargas Detonando

Esponjamiento del Bancoen expansión

Cara con roca

Sensores de Presión

PerforacionesVacias

Estacas

Monitoreo y Evaluación de Daño de la Voladura

Zona 1

Zona 2

Zona 3


Scanner de Taludes

Pared Oeste

EN_10 EN_11 EN_12 EN_13 EN_14 EN_15 EN_16 EN_17EN_18

61º 66º55º61º 62º 66º

10 11 1412 15 1613

63º

Caracterización de la Calidad del Macizo Rocoso Evaluación de Daño en Voladura


Influencia de la Voladura 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 bloque limitado

por una falla: Campo Cercano


Perf.,Explosivo y Secuencia

Distribución de Eº, Frag. & Daño

Zonificación

Simulación 3D

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


Movimiento, Esponjamiento y Dilución

0 10 20 30 40 50 60 -5

0

5

10

15

20

25

30

Distancia [m]

Ab

As

Ai

Ab

Aa

PERFIL TIPICO TRONADURA


GP&V y su Impacto en el Negocio • Con voladuras a todo lo ancho de expansión, se puede revisar el rendimiento de

las palas (y no aplicar 100Ktpd para T. Producción vs. 60Ktpd en T. Contorno), la velocidad de la fase, la inversión y en definitiva el Plan Minero (la promesa de negocio nuevamente cambia y mejora).

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

• Cuanto ¿?, lo que cada roca o macizo rocoso soporte en cada sector o metro lineal de banco. Un diseños “metro a metro” parece un exceso, pero subconjuntos donde en 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 vs el 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 voladuras DEBEN ser tratadas y definidas como un “individuo” con sus propias objetivos, condiciones y restricciones (cualidades y defectos), por lo tanto nace con un ID propio desde el Plan de Corto Plazo como un polígono definido (mediano plazo), y no es un “corte” del banco el que define la forma y tamaño (según la “dinámica operacional ….”)


GEOLOGIA GEOTECNIA

PLANIFICACIÓN y TOPOGRAFIA

INGENIERO DE MINAS

OPERADOR

Información Geotécnica y del Macizo Rocoso

Diseño de Voladura, Rendimientos, resultados de la Fragmentación y Datos de vibración

Datos de Terreno Implementación

Base de Datos de GP&T

GERENCIA

Definición de Polígonos, Mediciones de la forma de la pila, ubicación de pozos.

Sistema Integrado de Diseño, Control y Gestión de GP&T


Focos críticos para el éxito

• 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 de P&T.

• Uso de alta tecnología en beneficio del negocio (mediciones que seamos capaces de analizar y convertir en información útil -y a tiempo- para tomar decisiones).

• Formación de un equipo de expertos multidisciplinario integrado con un único 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 Voladuras.

• 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 fino por año.

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

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

• “La Voladura de Unidad Productiva a Unidad de Negocios”. La Minería es un Negocio, como Negocio necesita procesos de Negocio y Sistemas que conecten la estrategia de largo plazo con sus actividades diarias”.


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 y criterios para caracterizar, discriminar, y optimizar el proceso de P&T y sus áreas relacionadas, afectando positivamente y agregando beneficios al negocio.

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

• Sobre la base de este porfolio de unidades mineralizadas, analizada en base a diferentes escenarios productivos, el plan minero viene a constituirse en el plan de negocios de la Empresa.


Fragmentación Sustentable, SÍ,

es posible y un desafío ineludible de la minería, para mejorar el negocio y ser más competitivos a nivel mundial.


• Carlos Scherpenisse: Consultor Senior de Voladura, Ingeniero con más de 20 años de experiencia en Minería Open Pit, Subterránea, Canteras y Obras Civiles en Latino América (Chile, Brasil, Argentina, Colombia, Perú y otros países). Socio -Fundador de GeoBlast.

• Francisco Mardones: Consultor Senior de Perforación y Voladura, Ingeniero Civil en Minas, 12 años de experiencia en Minería Open Pit (Placer Dome) y como Consultor en GeoBlast. Ha realizado consultorías técnicas en Brasil, Chile, Argentina, Colombia y Perú.


GeoBlast S.A., brinda Servicios en Ingeniería de Geo-ciencias e Ingeniería de Perforación y

Voladura en Minería y Obras Civiles, Enfocados a Aumentar el Valor de nuestros Clientes, a

través de un Equipo Profesional de Alta Competencia.

1996 - 2011

Presencia: Chile, Colombia, Perú, Argentina, Brasil, México, Guatemala, Panamá y Australia

fragmentación sustentable 2011

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