FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS
TESIS
PRESENTADO POR:
BACH. ABNER YOHUEL UNOCC SEDANO
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO DE MINAS
HUANCAYO – PERÚ 2021
“DISEÑO DE MALLA DE PERFORACIÓN PARA MEJORAMIENTO DE INDICADORES DE VOLADURA EN ZONA III – MINA
YAURICOCHA – SOCIEDAD MINERA CORONA S.A.”
ASESOR:
Dr. MARIO MARINO SALAZAR ORIHUELA
Dedicatoria
Esta Tesis está dedicado a mis grandes padres, por darme la vida y una hermosa profesión.
Agradecimiento
Agradecer a mis profesores de la FAIM de nuestra Universidad Nacional del Centro del Perú, por sus formidables lecciones.
A mis colegas de la Zona III de la Mina Yauricocha.
Al Dr. Mario Marino Salazar Orihuela, por su incansable apoyo para el término correcto de la investigación.
Índice General
Página
Dedicatoria i
Agradecimiento ii
Índice general iii
Índice de tablas vi
Índice de figuras vii
Resumen viii
Abstract ix
Introducción 10
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Fundamentación del problema 12
1.2 Formulación del problema 13
1.2.1. Problema general 13
1.2.2. Problemas específicos 13
1.3 Objetivos de la investigación 14
1.3.1. Objetivo general 14
1.3.2. Objetivos específicos 14
1.4 Justificación e importancia del proyecto 14
1.5 Limitaciones de la investigación 15
CAPITULO II MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes del estudio 16
2.2 Bases teóricas 17
2.2.1. Perforación 17
2.2.1.1. Perforación de rocas 17 2.2.1.2. Consideraciones en la perforación de rocas 18 2.2.1.3. Capacidad de perforación y velocidad de perforación 19 2.2.1.4. Factores Controlables y
No controlables en perforación de rocas 19
2.2.2. Diseño de mallas de perforación y voladura 20
2.2.2.1. Malla de perforación 20
2.2.2.2. Influencia en la voladura 21
2.2.3. Mina Yauricocha 22
2.2.3.1. Ubicación 22
2.2.3.2. Geología estructural 23
2.2.3.2. Geología económica 24
2.2.3.3. Explotación 26
2.2.3.4. Geomecánica 29
2.3 Definiciones 31
2.4 Planteamiento de la hipótesis 32
2.4.1. Hipótesis general 32
2.4.2. Hipótesis específicas 33
2.5 Identificación y Clasificación de las Variables 33
2.6 Operacionalización de las variables 34
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1. Método de Investigación 35
3.2 Tipo y nivel de investigación 35
3.2.1. Tipo 35
3.2.2. Nivel 35
3.3. Diseño de investigación 36
3.4. Población y Muestra 36
3.4.1. Población 36
3.4.2. Muestra 36
3.5. Instrumentos de recolección de datos 36
3.6. Procedimiento de recolección de datos 37
3.7. Técnicas de Procesamiento de datos 37
CAPITULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Presentación de resultados 38
4.1.1. Estudio geomecánico 38
4.1.1.1. Caracterización de la masa rocosa 38 4.1.1.2. Zonificación geomecánica de la masa rocosa 42
4.1.2. Línea base 51
4.1.3. Resultados 53
4.2 Análisis de los resultados 60
4.2.1. Geomecánica 60
4.2.2. Perforación y voladura 60
4.3 Prueba de hipótesis 62
4.3.1. Hipótesis general 62
4.4.2. Hipótesis específicas 64
4.4 Discusión de resultados 67
CONCLUSIONES RECOMENDACIONES
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS
Índice de Tablas
Página
Tabla 1. Columna estratigráfica de la mina. 24
Tabla 2. Criterios para la clasificación del macizo rocoso según Bieniawski. 40 Tabla 3. Valoración de calidad de macizo rocoso en base al RMR’89,1. 46 Tabla 4. Valoración de calidad de macizo rocoso en base al RMR’89,2. 47 Tabla 5. Calidades de masa rocosa en la Rampa Escondida. 47
Tabla 6. Datos de ingreso. 48
Tabla 7. Datos obtenidos. 48
Tabla 8. Indicadores de línea de base. 51
Tabla 9. Calidad de roca, Rampa Escondida. 53
Tabla 10. Disribución de taladros en roca tipo IVA. 54 Tabla 11. Datos técnicos y consumos Tipo IVA. 55 Tabla 12. Resultados de la voladura en roca de Tipo IVA. 55 Tabla 13. Disribución de taladros en roca tipo IIIB. 56 Tabla 14. Datos técnicos y consumos Tipo IIIB. 57 Tabla 15. Resultados de la voladura en roca de Tipo IIIB. 57 Tabla 16. Disribución de taladros en roca tipo IIIA. 58 Tabla 17. Datos técnicos y consumos Tipo IIIA. 59 Tabla 18. Resultados de la voladura en roca de Tipo IIIA. 59 Tabla 19. Calidad de roca e indicadores de perforación y voladura. 61 Tabla 20. Indicadores de perforación y voladura antes del nuevo diseño. 62 Tabla 21. Resumen de los indicadores antes y después del nuevo diseño. 63
Índice de Figuras
Página
Figura 1. Malla de perforación en frentes. 20
Figura 2. Malla de perforación en bancos. 21
Figura 3. Ubicación de mina Yauricoha. 23
Figura 4. Campamento Yauricocha. 23
Figura 5. Moderno equipo de perforación para la explotación. 27 Figura 6. Fase I y II, inicio de la provocación de los bolsillos. 28 Figura 7. Fases III y IV, incremento del tamaño de los elipsoides. 28 Figura 8. Fase V, los elipsoides pequeños aumentan de ancho y Fase VI,
interacción entre ventanas en el proceso de explotación. 28 Figura 9. Lanzado de shotcrete mina Yauricocha. 31
Figura 10. Plano isométrico de Mina Central. 39
Figura 11. Proyecto Rampa Escondida Nv. 970 – Nv. 1020. 40
Figura 12. Vista en planta Mapeo Nv. 1020. 41
Figura 13. Vista isométrica de sondajes con logueo de RMR en Mina Central. 41
Figura 14. Ábaco del Martillo Schmidt. 43
Figura 15. Determinación de las principales familias. 44 Figura 16. De acuerdo al rosetto, la familia 1 y 3 predomina con rumbo sub-paralelo al eje. 44 Figura 17. Hoja rock data, cálculo de parámetros del macizo rocoso. 48 Figura 18. Contexto geomecánico de la Mina Yauricocha. 50 Figura 19. Peforadora Jumbo Quasar 12FT Tamrock. 52
Figura 20. Brocas de 45 mm. 52
Figura 21. Diseño de malla de perforación para roca suave Tipo IVA. 54 Figura 22. Diseño de malla de perforación para roca suave Tipo IIIB. 56 Figura 23. Diseño de malla de perforación para roca suave Tipo IIIA. 58 Figura 24. Indicadores de perforación y voladura para cada calidad de roca
en Rampa Escondida. 61
Figura 25. Comparación de los resultados de los indicadores antes y
después de los nuevos diseños. 64
Figura 26. Comparación de los resultados de los avances por disparo,
antes y después. 65
Figura 27. Comparación de los resultados del factor de carga, antes y después. 66
Resumen
La preocupación de tener diferentes indicadores que permitan tener valores para el control de los diferentes indicadores de perforación y voladura, ha sido el punto de partida para realizar un trabajo de investigación teniendo el problema de ¿Cómo el diseño de la malla de perforación influye en el mejoramiento de los indicadores de la voladura en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.? A partir de ella se planteó como objetivo: Evaluar cómo el diseño de la malla de perforación influye en el mejoramiento de los indicadores de la voladura en la Zona III de la Mina Yauricocha.
Para contrastar la hipótesis de que el diseño de la malla de perforación influye significativamente en el mejoramiento del avance en la Zona III de la Mina Yauricocha, se realizó una investigación científica del tipo aplicada y del nivel descriptivo – explicativo, con in diseño descriptivo comparativo. Como población se consideró las labores de desarrollo de la Zona III y como muestra no probabilística se eligió a la Rampa Escondida. Los avances alcanzados en la nueva operación fueron de 3 m de longitud por disparo; comparado con los 2,70 m inicial es 11% más. El factor de carga inicial es 3,34 kg/m3, con los nuevos diseños se obtiene de 2,58 kg/m3, en la roca de calidad IIIA, se reduce en 29,5 %. En el consumo de explosivos se puede en la calidad IIIA, se ha reducido en un 15,7%; en IIIB, se bajó en 29,24%; y en la calidad IVA, se ha disminuido en 36%.
Palabras clave: Indicadores, factor de carga, avances, seguridad.
Abstract
The concern of having different indicators that allow to have values for the control of the different indicators of drilling and blasting, has been the starting point to carry out a research work having the problem of How the design of the drilling mesh influences the improvement of the indicators of the blasting in Zone III of the Yauricocha Mine, Sociedad Minera Corona S.A.? Based on this, the objective was to evaluate how the design of the drilling mesh influences the improvement of the indicators of blasting in Zone III of the Yauricocha Mine. To test the hypothesis that the design of the drilling mesh significantly influences the improvement of the advance in Zone III of the Yauricocha Mine, a scientific investigation of the applied type and the descriptive- explanatory level was carried out, with a comparative descriptive design. As a population, the development work of Zone III was considered and as a non-probabilistic sample, the Hidden Ramp was chosen. The advances achieved in the new operation were 3 m in length per shot; compared to the initial 2.70 m is 11% more. The initial load factor is 3.34 kg/m3, with the new designs it is obtained from 2.58 kg/m3, in the rock of quality IIIA, it is reduced by 29.5%. In the consumption of explosives can be in quality IIIA, it has been reduced by 15.7%; in IIIB, it also has been reduced by 29.24%; and in IVA quality, it has decreased by 36%.
Keywords: Indicators, load factor, progress, safety.
INTRODUCCIÓN
En la nueva tendencia en la minería nacional se ha identificado que es importante la implementación, el seguimiento y el control de los diferentes tipos de indicadores, que son denominados como KPIs. De esto no es ajeno la Mina Yauricocha que anualmente realiza la elaboración de tales indicadores.
En el trabajo de investigación, se sigue la misma línea, pero es en el caso de la implementación de los diferentes indicadores de la perforación y voladura en un Proyecto como la Rampa Escondida que será ejecutada desde el nivel 970 hasta el nivel 1020.
Por tal motivo, se realiza en primer lugar el diseño de las mallas de perforación y voladura para los diferentes tipos de roca que ha sido identificado en los diferentes tramos en los que seguirá la construcción de tal obra. Se ha determinado la presencia de masas rocosas de calidad IIIA, IIIB y IVA, según el criterio de clasificación de Bieniawski, que para un mejor entendimiento se puede decir que son rocas de calidad regular (III) y mala (IV).
Realizado la distribución de los taladros en el frente se ha realizado el carguío de los mismos con Emulnor 1000 en ayudas de corona y hastiales, Emulnor 3000 en los taladros de producción, mientras que en la corona se usó los Famecorte E-20 para reducir la sobrerotura.
Realizado la evaluación de los disparos, se ha encontrado que los indicadores, tales como el avance, el factor de carga, el factor de potencia y el consuno de explosivos
han sido reducidos significativamente mejorando las condiciones de seguridad y reduciendo los costos de perforación y voladura.
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 Fundamentación del problema
En la mayoría de las minas subterráneas de nuestro país se considera a las operaciones de perforación y voladura como una sola, pero esto es un error. La idea es que se debe tratar a cada una de ellas como operaciones independientes de modo que se debe realizar una perforación adecuada, que cumpla con los estándares de la actividad propia y de igual manera se debe particularizar la operación de la voladura de rocas con sus propios indicadores para tener excelentes resultados, mejorando los avances, consumo de explosivos, etc.
En la Zona III de la Mina Yauricocha de Sociedad Minera Corona se ha determinado que las mallas de perforación entregadas por el departamento de Planeamiento no son cumplidos a su cabalidad, porque los perforistas a veces no pintan la malla, reducen o incrementan el número de taladros a su criterio, por ejemplo, en frentes de 3,5m x 3,5 m, en los que se debe perforar 45 taladros, 35 con carga y 10 sin carga, pero en mucho caso se tiene hasta 38 taladros con carga y 10 sin carga. En consecuencia, la excesiva cantidad de explosivo incrementa, así como el factor de carga y la sobrerotura. También el avance es limitado porque con barras de 12 pies, se tiene 2,75m/ disparo.
Es motivo por el que Sociedad Minera Corona realiza el trabajo de investigación para reajustar los diseños de malla de perforación y voladura de
acuerdo al tipo de roca según su calidad geomecánica para lograr que los indicadores de voladura sean alcanzados sin incrementar los costos y sin crear inestabilidad en las labores con la sobrerotura.
1.2 Formulación del problema 1.2.1. Problema general
¿Cómo el diseño de la malla de perforación influye en la mejora de los indicadores de la voladura en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.?
1.2.2. Problemas específicos
a) ¿Cómo el diseño de la malla de perforación influye en la mejora del avance en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.?
b) ¿Cómo el diseño de la malla de perforación influye en la mejora del factor de carga en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.?
c) ¿Cómo la calidad de la roca influye en la disminución de la sobrerotura en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.?
d) ¿Cómo el diseño de la malla de perforación influye en la eficiencia del disparo en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.?
1.3 Objetivos de la investigación 1.3.1. Objetivo general
Evaluar cómo el diseño de la malla de perforación influye en el mejoramiento de los indicadores de la voladura en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
1.3.2. Objetivos específicos
a) Analizar cómo el diseño de la malla de perforación influye en la mejora del avance en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
b) Determinar cómo el diseño de la malla de perforación influye en la mejora del factor de carga en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
c) Establecer cómo la calidad de la roca influye en la disminución de la sobrerotura en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
d) Analizar cómo el diseño de la malla de perforación influye en la eficiencia del disparo en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
1.4 Justificación e importancia del proyecto
El trabajo de investigación se llevó cabo porque era necesario mejorar los indicadores de voladura, porque de ello depende la rentabilidad de la empresa permitiendo la reducción de los costos en carguío, transporte y la preparación
mecánica antes de la concentración; es decir, para que se mantener la sostenibilidad de las operaciones.
Los resultados de la investigación sirvieron para que se realice la operación de la perforación de manera científica y técnicamente correcta, permitiendo al personal de perforación mejorar y mantener óptimo los estándares establecidos.
Fue importante demostrar que es compatible la ciencia con la práctica, porque la teoría y la experiencia deben coincidir armoniosamente en beneficio de la industria minera.
1.5 Limitaciones de la investigación
La investigación se realizó en la Zona III de la Mina Yauricocha que está ubicada en el distrito de Alis, en la provincia limeña de Yauyos.
Desde el punto de vista sustantivo la investigación permitió generar resultados positivos que fueron implementados en aquellas Zonas similares a la Zona III de la Mina Yauricocha. Posteriormente se difundió para que puedan ser considerados en las minas del país.
La elaboración y ejecución del proyecto de investigación fue realizado por el autor de la presente. La empresa apoyó al desarrollo desde el inicio hasta la finalización el trabajo, sin ningún tipo de limitación respecto a la información y el acceso a la zona de investigación.
El tiempo de investigación será desde el mes de abril del 2021 al mes de agosto del 2022.
CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes del estudio
Huacho, M. (2018), en su Tesis para optar título profesional “Diseño de mallas de perforación y voladura para mejorar avances en Nv. 12 – veta Oroya - Compañía Minera Casapalca S.A.”, tiene como conclusiones: “Se obtuvieron resultados con avance de 96,81% (2,13) en la Galería 960W y 97,71% (2,15) en el XC 896E, mientras que anteriormente el avance de los disparos era menor al 88%, es decir solo de 1,94 m” (p. 94-95).
Ynquilla, J. (2018) en la Tesis “Diseño de mallas de perforación para la estandarización del frente de la galería de desarrollo nivel intermedio de la Corporación Minera Ananea S.A., concluye y recomienda que: “En la ejecución de la investigación se carga 31 taladros, 2 de alivio antes de la investigación era 33 taladros cargados y 2 taladros de alivio, considerando el tipo de roca y el coeficiente de la roca” (p. 102-103).
En la Tesis de Barriga, A. (2015) "Diseño e implementación de malla de perforación para optimizar la voladura en la Mina San Genaro de la Cia. Minera Castrovirreyna", se concluye y recomienda que: “El nuevo diseño ha mejorado la eficiencia, el promedio de los disparos en enero fue 2.80, comparado con 3.15
como resultado del nuevo diseño de malla de perforación, notamos un incremento de un 84.85% inicial a un 95.45% final” (p. 123-124).
Silva, E. (2017). “Mejoramiento de los indicadores de perforación y voladura mediante la aplicación de tecnología de diseño laser en el marcado de las mallas y voladura controlada en los frentes de avance de la mina Consuelo – Unidad de Producción Marañón de la Compañía Minera Poderosa S.A.”, concluye que: “Se disminuyó la sobrerotura controlando la sección, reduciendo explosivos, usando voladura controlada y granulometría adecuada. Se aumentó el índice de productividad en m/tarea, gracias a un buen marcado de la malla en galerías, cortadas, rampas usando el equipo laser cat” (p.62-63).
Gamero, D. (2014) en su Tesis para título profesional “Optimización de la perforación y voladura utilizando el sistema de perforación casing y variación del factor de potencia para reducir daños en las cajas, Mina Casapalca”, sus conclusiones son las siguientes: “Se amplió la malla con taladro central, burden de 1,4 m y espaciamiento 1,7m, reduciéndose los costos en 18,26 %. El factor de potencia es 0,26 kg/t, un 35% menos. El factor de perforación pasó 6,42 a 8,21 t/m perforado” (p. 159-160).
2.2 Bases teóricas 2.2.1. Perforación
2.2.1.1. Perforación de rocas
La perforación de rocas es ampliamente utilizada en varios tipos de ingeniería de rocas. La perforación de rocas se utiliza a menudo en túneles, minería subterránea y minería superficial.
En la perforación de rocas se tiene a la perforación percusiva, la perforación rotativa y la combinación de ambos tipos.
La perforación de rocas también involucra la desviación;
las habilidades operativas; la velocidad de perforación y tener conocimiento del desarrollo potencial en la perforación de rocas y los avances.
2.2.1.2. Consideraciones en la perforación de rocas
Los principales objetivos en las operaciones de perforación de voladura, operaciones de excavación de minas y excavaciones de túneles son lograr la mejor eficiencia, manteniendo los equipos de excavación en buena forma y el uso reducido. Al diseñar un sistema de excavación, con el fin de lograr un buen rendimiento de excavación, se deben identificar propiedades de masa rocosa, propiedades físicas y mecánicas, taladros y propiedades de formación rocosa. Si las propiedades geológicas y los parámetros de la máquina de perforación no son consistentes, puede haber dificultades importantes. En el caso de selección incorrecta del equipo, es posible que el proyecto no se complete a tiempo y que los costos aumenten enormemente, lo cual no es deseable. Por lo tanto, así como la formación geológica, propiedades físicas y mecánicas, la perforación y la corrosión de la formación rocosa deben considerarse en detalle.
2.2.1.3. Capacidad de perforación y velocidad de perforación
La capacidad de perforación se define como la profundidad de avance de la broca de perforación en la formación de rocas. En otras palabras, es el grado de facilidad /dureza en la perforación de la roca. La velocidad de perforación se mide centímetros avanzados en la formación de roca por minuto. Por lo tanto, la capacidad de perforación y la velocidad de perforación se pueden definir como el mismo concepto.
2.2.1.4. Factores Controlables y No controlables en perforación de rocas
La perforación se puede analizar en dos partes como factores controlables e incontrolables. Los factores controlables son maquinaria, equipo de perforación, transferencia de energía en equipos de perforación y selección de broca de perforación.
Los factores incontrolables son variables geológicas, propiedades geomecánicas de las propiedades de la masa rocosa y rocosa. La mayoría de los investigadores han estudiado el índice de tasa de perforación para la selección de la máquina de excavación o perforación más adecuada e investigado la relación entre las propiedades mecánicas de la roca y el índice de tasa de perforación.
2.2.2. Diseño de mallas de perforación y voladura 2.2.2.1. Malla de perforación
Para realizar los avances en las labores mineras subterráneas, generalmente se hace uso de la perforación y la voladura de rocas. Para tal fin es necesario la realización del diseño de las mallas de perforación y voladura tanto en frentes como en bancos.
La distribución de los taladros en un frente se inicia con los taladros del corte, los cuales son los más importantes.
Seguidamente se puede observar un ejemplo de una malla en frentes.
Figura 1. Malla de perforación en frentes.
De igual forma la distribución en bancos, en minería subterránea en la explotación se llaman tajeos, tiene su propia característica, y pueden ser similares a los mostrados seguidamente.
Figura 2. Malla de perforación en bancos.
2.2.2.2. Influencia en la voladura
En la voladura de rocas, la malla de perforación y la carga explosiva son dos parámetros principales que influyen en la fragmentación, las vibraciones del suelo y los costos generales.
También son importantes tomar en cuenta el ángulo de rotura; la carga específica; el estrés y la distribución de la energía; la relación de desacoplamiento; el diámetro del taladro; y los factores que influyen en la carga y el espaciado. Los efectos de la distribución de los taladros (malla) y la carga son en la producción y la productividad, el costo del desarrollo, el back break, las vibraciones del suelo y el fallamiento de las rocas.
La desviación en la perforación de rocas a menudo causa problemas en la voladura de rocas, Demasiada desviación puede resultar en que la carga final y el espaciado se reducen o
aumentan. Si se reducen en gran medida, puede producirse una detonación simpática; si se incrementan, se producirán rocas.
Independientemente de cuál ocurra, la fragmentación será peor.
Además, el peor resultado causado por la desviación es que algunos taladros vecinos van juntos, haciendo el aumento de explosivos iniciado simultáneamente en varias ocasiones. En este caso, las vibraciones del suelo serán mucho más altas de lo habitual, y el equipo de ventilación, así como otros equipos cercanos serán destruidos o dañados. Esto ha sucedido en minas subterráneas. La desviación en la perforación de rocas disminuye con el creciente diámetro de los taladros y si la longitud de los mismos no varía tanto. Por lo tanto, con el fin de reducir la desviación, un taladro de mayor diámetro es una buena opción.
2.2.3. Mina Yauricocha 2.2.3.1. Ubicación
La mina Yauricocha, está localizada en el distrito de Alis, provincia de Yauyos, departamento de Lima aproximadamente a 12 Km al Oeste de la Divisoria Continental y a 60 Km al S de la estación Pachacayo del FF.CC., en las nacientes de uno de los afluentes del río Cañete, el que desemboca al Océano Pacífico. el área de la mina se encuentra a una altura promedio de 4 600 m.s.n.m. en un amplio valle en U de origen glacial, con dirección E - NE.
Figura 3. Ubicación de mina Yauricoha.
Figura 4. Campamento Yauricocha.
2.2.3.2. Geología estructural Estratigrafía
La siguiente es la columna estratigráfica simplificada del área de la mina:
Tabla 1.
Columna estratigráfica de la mina.
CUATERNARIO Depósitos glaciares
TERCIARIO Intrusivos (Complejos granodiorita monzonita) TERCIARIO Capas rojas Casapalca
CRETACEO SUPERIOR Formación celendín (France-chert) CRETACEO MEDIO Caliza Jumasha
CRETACEO INFERIOR Formación Goyllarisquizga Fuente: Departamento de geología.
2.2.3.2. Geología económica Mineralización
La mineralización presente en el depósito mineral de Yauricocha está formada principalmente por pirita, cuarzo, enargita, chalcopirita, bornita, covelita en el núcleo y parte central de los cuerpos; y masas sueltas de pirita friable, galena, esfalerita junto con algo de chalcopirita en una ganga de calizas, arcilla y cuarzo en la periferie. Asimismo, la presencia de Au nativo se halla asociado a dichos sulfuros.
Principales Sulfuros
Pirita: Generalmente de textura friable a porosa y masiva distinguiéndose hasta 5 tipos que representan 5 estados diferentes de formación.
Marcasita: Se han distinguido hasta tres tipos de marcasita y se encuentran asociadas a chalcopirita, galena y esfalerita.
Enargita: Es el principal mineral de cobre, se encuentra en fragmentos irregulares y en masas grandes junto con cuarzo y pirita.
Chalcopirita: Después de la enargita, la chalcopirita es el mineral de cobre más abundante. Se encuentra remplazando fragmentos de caliza brechada, junto al cuarzo friable y pirita, ó rellenando pequeñas cavidades, esta asociada a oro nativo y electrum, hay un incremento de este mineral en los niveles bajos.
Bornita: Se encuentra invariablemente asociado con la chalcopirita y en menor grado con la enargita.
Covelita e Idaita: Se ha observado estos dos minerales dentro de la bornita, formando solución sólida ó en intercrecimiento laminar pequeño.
Tetrahedrita y Tenantita: Cristales pequeños de estos minerales son abundantes en la periferie de los cuerpos de enargita, como en los cuerpos mineralizados aledaños al stock intrusivo Central y Sur Medio.
Galena: Se encuentra diseminada en pirita y en caliza eskarnizada; siempre está asociada con la chalcopirita y esfalerita.
Esfalerita: Es el mineral más abundante, se encuentra asociada con arcilla, pirita y galena mayormente en la periferie de los cuerpos mineralizados.
Geocronita: Se presenta en los niveles superiores de la mina asociado a la galena, esfalerita, tetrahedrita y cuarzo; rellenando fracturas y clivajes de la esfalerita.
Minerales de Ganga
Cuarzo: Es el mineral de mayor abundancia en los cuerpos mineralizados.
Especularita y Siderita: Se encuentra asociado en la caliza y vetas en intrusivo en mina Exito e Ipillo.
Calcita: Se encuentra en vetillas asociado con cuarzo y esfalerita Fluorita: Depositada contemporáneamente con la galena y esfalerita dentro de los cuerpos de plomo - zinc.
Baritina: Se le encuentra en la periferie de los cuerpos de plomo- zinc emplazadas en la zona de menor temperatura.
2.2.3.3. Explotación
La explotación de la Mina Yauricocha se realiza por diferentes métodos, siendo el más usado el Sub Level Caving. El SLC por su propia naturaleza implica la realización de evaluaciones y mejoras constantes.
Como parte del proceso de mejora continua en la optimización de recuperación de mineral de los tajeos con la aplicación del método de explotación SLC se analiza bajo parámetros geomecánicos el comportamiento tensión - deformación del cuerpo Esperanza, tomando el diseño original de planeamiento por ventanas de secciones 3.5 x 3.5 y altura de SLOT de 12,5 m,
así mismo se analizó el factor de seguridad (FoS) para determinar las mejores alternativas de sostenimiento.
Figura 5. Moderno equipo de perforación para la explotación.
El análisis numérico permite la optimización y mejora de la recuperación de mineral y dar continuidad al flujo gravitacional sobre las ventanas actuales de explotación sub level caving.
También permite diseñar el sostenimiento adecuado que logre soportar las tensiones y deformaciones del macizo rocoso por el cual está compuesto la mineralización de los diferentes cuerpos conformantes de la mina.
La principal interrogante en el diseño del SLC es determinar la geometría, la cual debe satisfacer los parámetros del flujo gravitacional. Esto significa determinar el ancho y espesor del elipsoide para una altura de extracción que en Yauricocha es 16.6 m. Para mejorar las dimensiones se recurrió a realizar pruebas en maqueta y luego en un tajo piloto. La explotación se realiza en 6 fases, tal como se muestra en las figuras siguientes:
Figura 6. Fase I y II, inicio de la provocación de los bolsillos.
Figura 7. Fases III y IV, incremento del tamaño de los elipsoides.
Figura 8. Fase V, los elipsoides pequeños aumentan de ancho y Fase VI, interacción entre ventanas en el proceso de explotación.
Para el año 2021 se tiene contemplado implementar nuevos controles de costos con la mejora de los controles de la productividad de la mina a través de los KPI´s para las distintas operaciones unitarias tales como:
• Perforación (pies perforados/broca, barra)
• Voladura (kg/m3, kg/ton)
• Sostenimiento (m3 shotcrete /m, m2 malla/m)
• Acarreo (m3/h)
• Otros
2.2.3.4. Geomecánica
El Departamento de Geomecánica, poniendo en práctica las mejores prácticas ingenieriles, brinda soporte oportuno a las diversas labores mineras a través de actividades tales como:
Evaluación geomecánica de estabilidad de labores permanentes, temporales y proyectos especiales, entregando los informes respectivos de manera oportuna.
Mapeo y elaboración de planos geomecánicos actualizados de manera mensual.
Pruebas de pull test (prueba de arranque) de pernos split set y pernos helicoidales como parte del control de calidad de estos elementos de sostenimiento.
Monitoreo de convergencias en labores permanentes (estaciones de pique Central, pique Mascota, casa winche e infraestructuras importantes como comedores, refugios
mineros y talleres de mantenimiento), así como el monitoreo de convergencias en labores temporales, principalmente en las ventanas del Nv. 1020 piso nivel y piso 8 del cuerpo Esperanza como parte del control de estabilidad del sostenimiento con cimbras bajo el método de sub level caving.
Monitoreo de subsidencias de las infraestructuras mineras (piques, oficinas y campamentos), así como el grado de desplazamiento de la superficie (afloramientos de masa rocosa) con el equipo robot Leica TM50 y el software Geomos Analyzer.
Supervisión y seguimiento diario para asegurar el cumplimiento de las recomendaciones geomecánicas de las diferentes labores subterráneas.
Capacitación en desate de rocas a todos los colaboradores de las empresas especializadas que operan en la Unidad Minera Yauricocha.
Valorización quincenal y mensual de los elementos de sostenimiento instalados en las diferentes labores mineras.
Logueo geomecánico de los taladros diamantinos para proyectos especiales raise borer, con emisión de informes de manera oportuna, incluyendo ensayos de carga puntual de muestras de roca y mineral para determinar la resistencia de la roca.
Control de calidad shotcrete: slump, porcentaje de rebote, resistencias a edades iniciales, tempranas, muestreo de paneles para ensayos de compresión simple, absorción de energía y control granulométrico de los agregados.
Monitoreo mensual con los inclinómetros instalados en los piques Central y Mascota, así como en el dique de contención de la presa de relaves, con la finalidad de medir grado de desplazamiento azimutal con el apoyo del software Gtilt-Plus.
Emisión de informes mensuales geotécnicos relacionados a la presa de relaves, la desmontera Chumpe y estabilidad física de los piques Central y Mascota.
Figura 9. Lanzado de shotcrete mina Yauricocha.
2.3 Definiciones
Labores subterráneas: “Las labores subterránea son aquellas conocidas como piques, chimeneas , galerías, cruceros y otras labores horizontales. De manera general se les denomina labores subterráneas” (Borisov. 1970. P. 87).
Indicadores: “Los indicadores son unidades de medición que permiten evaluar el rendimiento de los procesos internos de la firma, ya sea para medir la rentabilidad, productividad, calidad de servicio, gestión del tiempo, entre otros. (Anónimo. s.f.
Indicadores” (Anónimo. S.f. Indicadores. https://blog.lemontech.com/que-son- indicadores-y-cuantos-tipos-existen-ejemplos/).
Mallas: “Las mallas o plantillas son configuraciones regulares de taladros dispuestos en planta y en sección. Las configuraciones de taladros pueden tener muchas formas. Existen dos términos utilizados en los arreglos de taladros: el primero, el espaciamiento, que es la distancia lateral entre centros de taladros; el segundo, el burden, se define como la distancia desde una fila de taladros y la cara de la excavación (cara libre) o la distancia entre filas que son detonadas en
secuencia” (Anónimo. S.f. Vibración.
http://www.osso.org.co/docu/tesis/2003/vibracion/B.pdf)
Perforación: “Tiene como propósito abrir unos taladros, en una distribución geométrica adecuada en los macizos rocosos para su posterior arranque, aquí se alojará el explosivo y los accesorios de los sistemas de iniciación a usar” (Ames.
2000. Perfotación y voladura de rocas. p. 5)
Voladura: Es aquella acción de volar, fracturar o fragmentar la roca, el suelo duro o el hormigón con el uso de las mezclas explosivas.
Voladura controlada: Permite el menor uso de explosivo que una voladura convencional con la finalidad de disminuir los daños en la roca que permanece.
2.4 Planteamiento de la hipótesis 2.4.1. Hipótesis general
El diseño de la malla de perforación influye positivamente en la mejora de los indicadores de la voladura en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
2.4.2. Hipótesis específicas
a) El diseño de la malla de perforación influye positivamente en el mejoramiento del avance en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
b) El diseño de la malla de perforación influye positivamente en el mejoramiento del factor de carga en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
c) La calidad de la roca influye significativamente en la disminución de la sobrerotura en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
d) El diseño de la malla de perforación influye significativamente en la eficiencia del disparo en la Zona III de la Mina Yauricocha, Sociedad Minera Corona S.A.
2.5 Identificación y Clasificación de las Variables Variable X:
Diseño de la malla de perforación.
Variable Y:
Indicadores de voladura.
2.6 Operacionalización de las variables
VARIABLES DEFINICIÓN
CONCEPTUAL DIMENSIONES INDICADORES
Variable X:
Diseño de malla de perforación
Es la disposición de los taladros en configuraciones regulares dispuestos en planta y en sección. Las configuraciones de taladros pueden tener muchas formas.
- taladros.
- Burden x espaciamiento.
- Calidad de roca.
- Velocidad de perforación.
- Diámetro taladro.
- Profundidad taladro.
- Taladros por Tipo de corte para el arranque
- Cantidad - m x m
- RMR
- m/min - mm - m.
- Unidades.
Variable Y:
Indicadores de voladura
Son los parámetros que nos permiten analizar y mejorar las voladuras para une mejor eficiencia.
- Avance.
- Factor de carga.
- Costos de la voladura.
- Granulometría.
- Apilonamiento.
- metros.
- Kg/m3. - $/m3. - %.
- % esponjamiento.
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. Método de Investigación
El método a ser utilizado en el presente trabajo de investigación será el método científico.
3.2 Tipo y nivel de investigación 3.2.1. Tipo
Sánchez H. y Reyes C. (2006), señalan que existen tres tipos de investigación: la investigación básica, la investigación aplicada y la investigación sustantiva.
Por lo que en nuestra investigación se hizo uso de la investigación aplicada.
3.2.2. Nivel
El nivel de la investigación fue el descriptivo – explicativo. Porque describimos y explicamos el diseño de la malla de perforación y los efectos de su buen dimensionamiento.
“La Investigación Descriptiva se efectúa cuando se desea describir, en todos sus componentes principales, una realidad. Investigación explicativa:
es aquella que tiene relación causal; no sólo persigue describir o acercarse a un problema, sino que intenta encontrar las causas del mismo” (Sánchez H. y Reyes C., 2006, p.15).
3.3. Diseño de investigación
El diseño de la investigación fue la investigación cuasi experimental cuyo esquema es el siguiente:
3.4. Población y Muestra 3.4.1. Población
La población fueron las labores del desarrollo de la Zona III de la Mina Yauricocha.
3.4.2. Muestra
Como muestra se eligió a la Rampa Escondida que va del Nivel 970 al Nivel 1020, en la Zona III de la Mina Yauricocha.
3.5. Instrumentos de recolección de datos
Los instrumentos para la toma de datos serán los formatos usados para anotar las ocurrencias en las perforaciones actuales, así como aquellos observados después de la implementación de los diseños.
3.6. Procedimiento de recolección de datos
El procedimiento para la toma de los datos se realizó mediante la observación directa estructurada o planificada, para poder tomar datos reales de las actividades de la perforación.
3.7. Técnicas de Procesamiento de datos
Para el tratamiento de los datos se realizó la tabulación manual de los datos anotados y posteriormente se hizo un tratamiento estadístico con el uso de hojas electrónicas.
CAPITULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 Presentación de resultados
4.1.1. Estudio geomecánico
4.1.1.1. Caracterización de la masa rocosa
Para determinar la caracterización de macizo rocoso se utilizó la valoración del criterio de clasificación de masa rocosa de Bieniaswski 1989 (RMR’89), tomando los siguientes parámetros.
- Resistencia uniaxial de la matriz rocosa.
- Grado de fracturamiento en términos de RQD.
- Espaciado de discontinuidades.
- Condiciones de las discontinuidades.
- Presencia de agua subterránea.
- Orientación de las discontinuidades respecto a la excavación.
De acuerdo a la incidencia de estos parámetros se expresa la condición de la excavación con un índice que varía de 0 a 100 denominado RMR.
Figura 10. Plano isométrico de Mina Central.
Tabla 2.
Criterios para la clasificación del macizo rocoso según Bieniawski.
Clasificación Tipo de roca
Rango RMR
Rango Q Calidad según RMR II > 60 > 5.92 Buena
IIIA 51 – 60 2.18 – 5.92 Regular A IIIB 41 – 50 0.72 – 1.95 Regular B IVA 31 – 40 0.24 – 0.64 Mala A IVB 21 – 30 0.08 – 0.21 Mala B
V < 21 <0.08 Muy Mala
Fuente: Departamento de geomecánica.
Figura 11. Proyecto Rampa Escondida Nv. 970 – Nv. 1020.
Figura 12. Vista en planta Mapeo Nv. 1020.
Figura 13. Vista isométrica de sondajes con logueo de RMR en Mina Central.
La litología involucrada en la excavación es de tipo intrusivo granodiorita, las propiedades de acuerdo al mapeo geomecánico son las siguientes:
- Resistencia de la roca en promedio 146 MPa, con ligera alteración
- RQD: 50-75%.
- Espaciamiento de discontinuidades: muy fracturada entre 0.06 a 0.20m
- Separación de discontinuidades: espaciadas entre 1 – 5.0 mm - Rugosidad de planos de fractura: ligeramente rugosa
- Relleno de discontinuidades: presencia de clorita y cerecita - Grado de alteración: Ligeramente alterada
- Agua subterránea: Condición de mojado en hastiales y goteo constante en corona,
4.1.1.2. Zonificación geomecánica de la masa rocosa
La zonificación de la masa rocosa se realizó mediante la clasificación GSI de Hoek y RMR de Bienaiwski.
Resistencia de la roca
La resistencia compresiva uniaxial de la roca intacta y módulo de Young, se ha estimado a partir d e l a s correlaciones de ensayos de constantes elásticas realizadas en la Universidad Nacional de Ingeniería, cumpliendo las normas ASTM D7012, obteniéndose valores de 171.5 MPa y 21.75 GPa respectivamente.
Así mismo se ha realizado las correlaciones para la determinación de la resistencia de la roca en campo usando el esclerómetro de rebote, con promedio de 51 rebotes en 24 estaciones, y se consideró la densidad de la roca en condición seca con valoración de 2.65gr/cm3 equivalente a 26.5 TN/m3, obteniéndose 140 Mpa.
Con el ábaco del Martillo Schmidt, para los análisis de estabilidad de la excavación se va trabajar con la resistencia promedio, de los datos anteriores 156 MPa. Según la tabla GSI, la calidad del macizo rocoso dentro de la proyección es de MF/R y RMR Básico en rango de 41-50.
Figura 14. Ábaco del Martillo Schmidt.
Determinación de la familia de discontinuidades Con el mapeo se obtuvo 3 familias principales de juntas - J1: N27°E/70°SW
- J2: S4°E/71°NW - J3: N14°W/56°SE
Figura 15. Determinación de las principales familias.
Figura 16. De acuerdo al rosetto, la familia 1 y 3 predomina con rumbo sub- paralelo al eje.
Para la determinación del RMR de las masas rocosas que conforman la Mina Yauricocha se ha realizado:
Interpretación de los resultados
De los resultados obtenidos en el estudio geomecánico se interpreta:
1. El modelo geomecánico desarrollado ha seguido los estándares internacionales de la industria y cuenta con un nivel de detalle adecuado para ser usado en análisis numéricos y en evaluaciones de soporte de excavaciones subterráneas.
2. Los dominios litológicos identificados en la excavación son de origen intrusivo granodiorita fresca de ligera alteración, con relleno en fracturas de calcitas, hematita, cuarzo y serecita, los valores de RMR89 y los ensayos de laboratorio realizadas en otros sectores indican un comportamiento mecánico similar.
3. La unidad intrusiva fresca se caracteriza por roca de buena a muy buena calidad. La información recolectada de campo indica valores de RMR89 de entre 48 a 55 con una resistencia de la roca intacta en el rango de 146 a 197 MPa
4. La interpretación de las condiciones hidrogeológicas, como factores influyentes en la estabilidad de las excavaciones se observa desde una condición de mojado hasta goteo constante de corona y parte de hastiales específicamente de la falla geológica local de este sector.
5. Basado en el análisis estereográfico de las estructuras como dominios estructurales, se observa claramente que se tiene tres sistemas de juntas formando cuñas en hastiales y corona. Los cuales se ha simulado con cohesión 0° para indicar el sostenimiento requerido.
6. Control de perforación y voladura, para controlar los daños de contorno y optimizar el sostenimiento.
7. Se debe tener mayor énfasis en el control de proyecto de realce de corona a la sección solicitada por el área de mantenimiento, así mismo estos detalles se debe contemplar antes de iniciar las excavaciones.
8. Las cuñas y voladizos se deben eliminar antes de realizar el sostenimiento con pernos y malla, cumpliendo todos los estándares y procedimientos establecidos por Sociedad minera Corona.
Tabla 3.
Valoración de calidad de macizo rocoso en base al RMR’89 (Bieniawski 1989),1.
LABOR Rampa
escondida
EJECUTADO W. HUAMANI Y.
Nivel /
Zona ZONA III
FECHA
01/03/2021
VALORACION DEL MACIZO ROCOSO (BIENIAWSKY RMR´89 )
PARAMETRO RANGO DE VALORES H. D. H. I. FRENTE
R.COMPRE.UNIAX (Mpa) > 250 (15) 100 -
250 (12) 50 -
100 (7) 25 - 50 (4) <25(2) <5(1) <1(0) 12 12 12
RQD (%) 90 - 100 (20) 75 - 90 (17) 75 - 50 (13) 25 - 50 (8) < 25 (3) 13 13 13
ESPACIAMIENTO (m) > 2 (20) 0.6 - 2 (15) 0.2 -
0.6 (10) 0.06 -
0.2 (8) < 0.06 (5) 8 8 8
CONDICION JUNTASDE
PERSISTENCIA < 1m
long (6) 1 - 3 m
long. (4) 3 - 10
m (2) 10 - 20
m (1) >20m (0) 2 2 2
APERTURA Cerrada (6) <0.1
mm apert.
(5) 0.1 -
1.0 mm (4) 1 - 5
mm (1) > 5 mm (0) 1 1 1
RUGOSIDAD Muy
Rugoso (6) Rugoso (5) Lig.
Rugoso (3) Lisa (1) Espejo de Falla (0) 3 3 3
RELLENO Limpia (6) Duro<5
mm (4) Duro>5
mm (2) Suave
< 5 m m
(1) Suave > 5mm (0) 1 1 1
INTEMPERIZACION. Sana (6) Lig.
Intemp. (5) Mod.
Intemp. (3) Muy
Intemp (2) Descompuesta (0) 5 5 5
AGUA SUBTERRANEA Seco (15) Humedo 7 Mojado (7) Goteo (4) Flujo (0) 7 7 4
VALORACION TOTAL RMR BASICO ( Suma de valoraciones 1 a 5 ) RMR
BAC. RMR
BAC. RMR
BAC.
DIRECCION Y BUZAMIENTO Muy Favorable Favorable Media Desfavorable Muy Desfavorable 52
10
52
10
49
TUNELES 0 -2 -5 -10 -12 5
CLASE DE MACIZO ROCOSO RMR
AJ. RMR
AJ. RMR
AJ.
RMR 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 20 - 0 42 42 44
DESCRIPCION I MUY BUENA II BUENA III REGULAR IV MALA V MUY MALA
RMR PROMEDIO 43
Fuente: Departamento de geomecánica.
Tabla 4.
Valoración de calidad de macizo rocoso en base al RMR’89 (Bieniawski 1989),2.
LABOR Rampa
escondida EJECUTADO
W. HUAMANI Y.
Nivel /
Zona ZONA III
FECHA
05/03/2021
VALORACION DEL MACIZO ROCOSO (BIENIAWSKY RMR´89 )
PARAMETRO RANGO DE VALORES H. D. H. I. FRENTE
R.COMPRE.UNIAX (Mpa) > 250 (15) 100 -
250 (12) 50 -
100 (7) 25 -
50 (4) <25(2) <5(1)
<1(0) 12 12 12
RQD (%) 90 -
100 (20) 75 - 90 (17) 75 - 50 (13) 25 -
50 (8) < 25 (3) 13 13 13
ESPACIAMIENTO (m) > 2 (20) 0.6 - 2 (15) 0.2 -
0.6 (10) 0.06 -
0.2 (8) < 0.06 (5) 8 8 8
CONDICION JUNTASDE
PERSISTENCIA < 1m
long (6) 1 - 3 m
long. (4) 3 - 10
m (2) 10 -
20 m (1) >20m (0) 2 2 2
APERTURA Cerrada (6) <0.1
mm apert.
(5) 0.1 -
1.0 mm (4) 1 - 5
mm (1) > 5 mm (0) 4 4 4
RUGOSIDAD Muy
Rugoso (6) Rugoso (5) Lig.
Rugoso (3) Lisa (1) Espejo de
Falla (0) 3 3 3
RELLENO Limpia (6) Duro<5
mm (4) Duro>5
mm (2) Suave
< 5 m m
(1) Suave > 5mm (0) 1 1 1
INTEMPERIZACION. Sana (6) Lig.
Intemp. (5) Mod.
Intemp. (3) Muy
Intemp (2) Descompuesta (0) 5 5 5
AGUA SUBTERRANEA Seco (15) Humedo 7 Mojado (7) Goteo (4) Flujo (0) 10 10 10
VALORACION TOTAL RMR BASICO ( Suma de valoraciones 1 a 5 ) RMR
BAC. RMR
BAC. RMR
BAC.
DIRECCION Y BUZAMIENTO Muy Favorable Favorable Media Desfavorable Muy Desfavorable 58
10
58
10
58
TUNELES 0 -2 -5 -10 -12 5
CLASE DE MACIZO ROCOSO RMR
AJ. RMR
AJ. RMR
AJ.
RMR 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 20 - 0 48 48 53
DESCRIPCION I MUY BUENA II BUENA III REGULAR IV MALA V MUY MALA
RMR PROMEDIO 49
Fuente: Departamento de geomecánica Tabla 5.
Calidades de masa rocosa en la Rampa Escondida.
CALIDAD DE ROCA, RMR 31-40 41-50 51-60
IVA IIIB IIIA
Fuente: Departamento de geomecánica.
Cálculo de resistencia y parámetros por condición, calidad y grado de disturbancia de la roca por el modelo generalizado de Hoek.
La data ingresada a este modelo fue:
RMR89 >23 →GSI = RMR89 – 5 RMR = 55
GSI = 55 - 5 = 50
Tabla 6.
Datos de ingreso.
Tabla 7.
Datos obtenidos.
Mb 1.479
S 0.0005
a 0.506
Cohesión (Mpa) 2.352
Angulo de Fricción 43.46°
Módulo de Deformación del Macizo Rocoso (Mpa)
6000.00
Figura 17. Hoja rock data, cálculo de parámetros del macizo rocoso.
Resistencia a la Compresión Uniaxial 156 Mpa.
GSI 50
Mi 29
Factor de Disturbancia 0.8
Cálculo de esfuerzos in situ
Esfuerzos de Estado Gravitacional Esfuerzo Vertical σv=γz Dónde:
v
σ es el esfuerzo vertical
γ Densidad de la roca (0.0265 MN/m3) z Profundidad (588 m).
Desarrollando la ecuación se tiene:
σv= 15.60 Mpa
Esfuerzo Horizontal σh=kσv Donde:
h
σ es el esfuerzo horizontal k Ratio σh/σv
v
σ Esfuerzo vertical.
Desarrollando la ecuación se tiene:
σh = 10.30 Mpa.
Para la estimación del Ratio K se usó la ecuación de Sheorey:
k = 0.25 + 7E (0.001 + 1/z) Donde:
E = Modulo Elástico (GPa), (21.75) z = Profundidad, (588 m)
Obteniéndose un K = 0.66
La densidad del overburden propuesta en el modelo es de 0.0265 MN/m3.
Figura 18. Contexto geomecánico de la Mina Yauricocha.
4.1.2. Línea base Indicadores
Para el trabajo de investigación se ha determinado como los principales indicadores (KPIs) en perforación y voladura a los parámetros del avance y la sobrerotura principalmente.
Por esta razón se presenta la tabla resumen de la línea base con la cual se da inicio al trabajo de investigación que tiene como propósito el mejoramiento de los indicadores de perforación y voladura.
Tabla 8.
Indicadores de línea de base.
Dimensión de la labor
Número de taladros
Longitud de la barra
(pies)
Longitud perforada
(m)
Avance (m)
Eficiencia
%
Sobrerotura (%)
3,5m x 3,5m
48 12 3,2 2,75 86 16
Es también conveniente indicar de los 48 taladros perforados 40 son con carga y 8 sin carga explosiva. Lo que se pudo determinar el diseño de la malla de perforación y voladura contempla la misma cantidad de taladros para todo tipo de terreno.
Perforación
La perforación de las labores se realiza con Jumbo Quasar 12FT Tamrock.
Este equipo perfora taladros de 45 mm y también usa una rimadora de 102 mm.
Figura 19. Peforadora Jumbo Quasar 12FT Tamrock.
Sus principales especificacione son las siguientes:
Figura 20. Brocas de 45 mm.
4.1.3. Resultados
Para la obtención de los resultados del trabajo de investigación se ha determinado, en primer lugar, que el desarrollo de la Rampa Escondida desde el Nivel 970 hasta el Nivel 1020 se ejecuta a través de diferentes calidades de rocas de acuerdo a la evaluación geomecánica.
En la Tabla 9, se presenta la clasificación geomecánica de la masa rocosa del área de la Rampa Escondida. Tomando como referencia los valores de RMR de Bieniawski (1989), podemos señalar que la calidad de la masa rocosa es: Regular (Clase III-B, RMR 41-50), Mala A (Clase IV-A, RMR 31-40) y Mala B (Clase IV-B, RMR 21-30).
Tabla 9.
Calidad de roca, Rampa Escondida.
LABOR CALIDAD DE ROCA, RMR
31-40 41-50 51-60
Rampa Escondida IVA IIIB IIIA
Fuente: Departamento de geomecánica.
Se realizó el diseño de las mallas de perforación y voladura para cada tipo de roca.
a) Roca de calidad IVA (RMR 31-40)
Teniendo en cuenta el tipo de roca, la distribución de los taladros fueron los siguientes:
Tabla 10.
Disribución de taladros en roca tipo IVA.
DISTRIBUCIÓN POR TALADRO 3.5m x 3.5m - TIPO DE ROCA SEMI DURA RMR 31-40
Secuencia de salida
DISTRIBUCION DE TALADROS
12 PIES EMULNOR
1000 EMULNOR 3000 FAMECORTE
E - 20 TOTAL DENSIDAD DE CARGA Denominación Cargados Vacios 1 1/8" x 12" 1 1/4" x 12" 1 1/2" x 12"
Und Und Und m Kg Kg/tal
1 2 3 4 5 6 7 8 10 9
ARRANQUE 4 4 44 11.7 2.9
1° AYUDA 4 44 11.7 2.9
2° AYUDA 4 40 10.6 2.7
3° AYUDA 4 36 9.6 2.4
AYUDA DE HASTIAL 0 0.0 0.0
AYUDA DE CORONA 2 20 4.3 2.2
HASTIAL 2 2 20 4.3 2.2
CORONA 7 6 7 35.0 6.7 1.0
ARRASTRE 5 45 12.0 2.4
CUNETA 1 4 1.1 1.1
TOTAL CARGADOS 33 12 40 220 35 72.0 2.2
Figura 21. Diseño de malla de perforación para roca suave Tipo IVA.
Tabla 11.
Datos técnicos y consumos Tipo IVA.
DATOS TECNICOS CONSUMO
ITEM 12 pies Und. ITEM 12 pies Und.
LONGITUD DE BARRA 3.7 m CARMEX 2 pza
SECCIÓN DE LABOR (A x H) 3.5 3.5 m FANEL 33 pza
LONG. PERF. EFECTIVA 3.3 m EMULNOR 1000 8.6 Kg
DENSIDAD DE ROCA 2.7 gr/cm3 EMULNOR 3000 58.5 Kg
N° TALADROS CARGADOS 33 Tal FAMECORTE 35 pza
N° TALADROS DE ALIVIO 12 Tal CD 3P 20 m
DIAMETRO DEL TALADRO 45 mm TACO INERTE 33 Und.
TIPO DE CORTE EMPLEADO CORTE QUEMADO MR 0.5 m
Cuando se realizó disparos en tramos de la calidad de roca Tipo IVA, tuvo los siguientes resultados:
Tabla 12.
Resultados de la voladura en roca de Tipo IVA.
RESULTADOS
ITEM 12 PIES UNIDAD
Longitud de taladro 3,3 m
Avance por disparo 3,0 m
Eficiencia 91 %
Longitud promedio de taco 0,2 m
Cantidad de explosivo por disparo 72,0 kg
Volumen roto 36,75 m3
Tonelaje roto 99,23 TM
Factor de carga 1,96 kg/m3
Factor de potencia 0,73 kg/TM
Factor de avance 24 kg/m
Sobrerotura 8 %
b) Roca de calidad IIIB (RMR 41-50)
Teniendo en cuenta el tipo de roca, la distribución de los taladros fueron los siguientes:
