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VOLADURAS CONTROLADAS CERCANAS A COMUNIDADES EN
PROYECTO MINAS CONGA
José L. Poma Fernandez
Minera Yanacocha S.R.L.
[email protected]
RESUMEN
decir, lograr una voladura sin riesgos y de
calidad.
La minería moderna debe trabajar bajo
compromisos socio ambientales que garanticen
una sana convivencia con las comunidades
aledañas a las operaciones mineras y el
Proyecto Conga no es la excepción en este
sentido.
El Proyecto Conga se encuentra en etapa de
construcción, que comprende la habilitación de
áreas con trabajos de corte y relleno para
construir accesos, plataformas, diques y demás
áreas. Dentro del grupo de procesos que
maneja toda la actividad de construcción del
Proyecto Conga, es el proceso de perforación y
voladura uno de los que tiene una consideración
especial en el Manejo Ambiental y de Seguridad
como un potencial generador de impactos
ambientales negativos, sean reales o percibidos
sobre sus comunidades vecinas, como son: la
generación de onda aérea, vibraciones del
terreno, proyecciones de rocas y generación de
gases contaminantes.
El alcance de los trabajos realizados se da en la
cercanía de las comunidades vecinas y forman
parte de nuestro compromiso ambiental
asumido con ellos y regulados por el Ministerio
de Energía y Minas del Perú.
El objetivo del trabajo es mostrar las técnicas de
voladura controlada empleadas para mitigar los
impactos de proyección de roca por voladura.
La cercanía a casas e instalaciones nos merecía
un análisis más detallado de nuestros factores
de potencia y diseños de perforación.
Asimismo, hacer una reingeniería de los
accesorios y agentes de voladura a emplear,
carguío de taladros y tapado de los mismos (con
stemming especial y mallas metálicas sobre los
taladros). Todos estos cambios debían hacerse
sin disminuir la calidad del material volado, es
Durante el desarrollo de nuestras labores de
construcción no se tuvo ningún evento con
comunidades referidos a seguridad (fly rock) ni
socio ambientales (vibraciones, ruido o gases
contaminantes).
SUMMARY
Modern
miningshouldwork
on
socio
environmental commitments to ensure a healthy
coexistence with communities adjacent to mining
operations and the Conga project is no
exception
in
this
regard.
Conga
Project
isunderconstruction,
includingareasenablingcutting
and
fillingforbuildingentrances, platforms, docks and
otherareas.
Withinthegroup
of
processesthathandlesallconstructionactivity
Conga Project, istheprocess of drilling and
blastingonethat has a specialconsideration in
theEnvironmental and Safety Management as a
potentialgenerator
of
negativeenvironmentalimpacts,
actual
orcollectedonitsneighboringcommunities, such
as: thegeneration of airblast, groundvibration,
projections of rocks and generation of polluting
gases.
The scope of the work occurs in the proximity of
neighboring communities and is part of our
environmental commitment assumed with and
regulated by the Ministry of Energy and Mines of
Peru.
The objective of this paper is to show the
controlled blasting techniques used to mitigate
the impacts of blasting. The proximity to homes
and facilities we deserved a closer look at our
power factors and drilling designs.
Also, to reengineer accessories and blasting
agents to be used, loading of holes and capping
them (with special stemming wire mesh over the
holes). All these changes should be made
without reducing the quality of material
mat
blown up,
ie, to achieve a safe blasting and quality.
During the development of our construction work
was not taken any event relating to community
safety (fly rock) or socio-environmental
socio
(vibration, noise and polluting gases
MARCO TEORICO
Proyecció
Control de la Proyección
Voladura de F.Chiapetta
Chiapetta
de
Rocapor
El concepto de la profundidad de entierro de una
carga se definió durante investigaciones
investigacio
del
efecto cráter de las cargas de explosivo
enterradas, como lo descrito por Chiappetta
(1983), Figura 1.
INTRODUCCION
En
n su etapa de construcción, el Proyecto Conga
colinda con diferentes comunidades vecinas
como son: Agua Blanca, San Nicolás,
Namococha, Quengo Río Alto y Quengo Río
Bajo (por citar algunos). Desde
esde una perspectiva
meramente productiva, el éxito de una voladura
vola
depende del cumplimiento de dos objetivos
fundamentales:
mentales:
la
optimización
de
la
fragmentación
ción y la minimización del daño sobre
las estructuras y las personas.
La onda aérea, proyecciones de roca por
voladura y las vibraciones son los principales
principal
impactos
tos medioambientales a los cuales nos
enfrentábamos, sin embargo, el objetivo de este
trabajo se centra en los dos primeros.
Al buscar eficiencia operativa en fragmentación
y minimización del daño (en ruido y
proyecciones de roca), la base teórica de este
trabajo está referida a diferentes teorías, como
son: Control de Taco de F. Chiapett
Chiapetta, cuidados
conel Factor de Rigidez y cuidados con el
diámetro crítico.
Los primeros resultados se muestran en una
tabla de diseño de perforación y voladura
v
dependiendo del diámetro de perforación, altura
de perforación y tipo de explosivo
osivo a usar. Esta
tabla y características
sticas establecidas se plasman
en un “Cookbook” de Perforación
oración y V
Voladura.
Los resultados finales obtenidos en las
voladuras (fotografías de casas post voladura)
no mostraron un impacto en seguridad sobre las
comunidades vecinas del Proyecto Conga.
Figura 1; Valores
alores de SD que influyen en la
Proyección de Roca por Voladura
En la Figura 1,, es claro que cuando se reduce la
profundidad de entierro escalada de unacarga
(desde la derecha hasta la izquierda en las
imágenes de arriba), la probabilidad
p
de
Proyección de roca por voladura aumenta, el
rango del material proyectado aumenta, y la
velocidad de proyección
ción aumenta.
La profundidad de entierro escalada se define
como la longitud de la columna del taco, más la
mitad
itad de la longitud de la carga aportando al
efecto cráter, dividido por la raíz cúbica del peso
del explosivo contenido en la porción de la carga
aportando al efecto cráter. Se calcula en
unidades métricas (SDBm) y US (SDBUS)
(SDBUS con
las siguientes ecuaciones:
Dónde:
St representa la longitud de la columna de taco
(pies/metros),
øes el diámetro del tiro (pulgadas/milímetros).
Para diámetros de 1 ½”, la Tabla generada es la
siguiente:
rock density
(g/cc)
2.3
2.3
2.3
2.3
ρexp es la densidad del explosivo (g/cc) y
m es la proporción de la longitud de la carga con
respecto el diámetro del tiro, con valor máximo
de 8 para diámetros menores de 4 pulgadas
(100 mm), y 10 para diámetros iguales o
mayores de 4 pulgadas.
Por lo tanto, el termino m define la longitud de la
carga enterrada que contribuye a la proyección
dematerial desde la región del collar del tiro, con
valor máximo de 10 veces el diámetro del tiro,
que implica que cargas largas no tienen mayor
propensión de proyectar fragmentos de roca que
las cargas cortas, pero cargas muy cortas tienen
menor capacidad de proyección.
Generación del “Cookbook de Perforación y
Voladura”
Para la generación del “Cookbook de
Perforación y Voladura” se tuvieron en
consideración
los
siguientes
parámetros
iniciales de diseño:
rock density
(g/cc)
2.3
2.3
2.3
2.3
H. lenght
(m.)
0.5
1.0
1.5
2.0
DRILL
H. lenght
diameter
(m.)
(inch.)
0.5
1.5
1.0
1.5
1.5
1.5
2.0
1.5
diameter
(inch.)
1.5
1.5
1.5
1.5
burden
(m.)
0.3
0.5
0.8
1.0
spacing
(m.)
0.5
0.7
1.0
1.3
EXPLOSIVE
steamming
Lc
(m.)
(m.)
0.4
0.4
0.7
0.6
0.9
0.9
1.3
1.2
type
density
explosive (g/cc)
emulsion 1.15
emuslion 1.15
emulsion 1.15
emulsion 1.15
DRILL
subdrill
(m.)
0.3
0.3
0.3
0.5
P.F.
(kg/m3)
7.0
2.2
1.0
0.6
crush tonnes /
hole
0.2
0.8
2.8
6.0
FLY ROCK
F. Rigidez
1.7
2.0
1.9
2.0
P.F.
kg /hole
(kg/tn)
3.04
1
0.98
1
0.43
1
0.26
2
S.D.
% Lc/H
1.4
1.4
1.4
1.5
50%
46%
50%
48%
Para diámetros de 2 ½”, la Tabla generada es la
siguiente:
rock density
(g/cc)
H. lenght
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
DRILL
diameter
(inch.)
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
rock density
(g/cc)
H. lenght
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
type
density
explosive (g/cc)
emulsion 1.15
emuslion 1.15
emulsion 1.15
emulsion 1.15
emulsion 1.15
emulsion 1.15
diameter
(inch.)
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
EXPLOSIVE
steamming
Lc
(m.)
(m.)
1.3
0.5
1.6
0.9
1.7
1.3
1.8
1.7
2.0
2.0
2.0
2.5
FLY ROCK
P.F.
P.F.
kg /hole S.D. % Lc/H
(kg/m3) (kg/tn)
1.9
0.84
2
1.4
30%
1.4
0.59
3
1.4
40%
1.1
0.49
5
1.4
43%
0.8
0.35
6
1.5
49%
0.6
0.28
7
1.6
50%
0.7
0.31
9
1.7
56%
DRILL
spacing
subdrill
crush tonnes /
F. Rigidez
(m.)
(m.)
hole
0.9
0.3
2.1
2.2
1.2
0.5
2.0
5.5
1.4
0.5
2.1
9.7
1.7
0.5
2.0
17.6
1.9
0.5
2.1
26.0
1.9
0.5
2.4
29.7
burden
(m.)
0.7
1.0
1.2
1.5
1.7
1.7
Para diámetros de 3”, la Tabla generada es la
siguiente:
• Control de Fly Rock
Criterio SD
Criterio % Lc/(H+J)
- 40% >
• Powder Factor
Voladuras Secundarias
kg/tn
• Factor de Rigidez
SD > 1.4
Lc/(H+J) < 30%
< 0.2 – 0.5 >
<2–4>
• Tipo de explosivo
ANFO / emulsión encartuchada / HA 46 /
HA 64
DRILL
rock density
(g/cc)
H. depth
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
rock density
(g/cc)
H. depth
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
diametro
(inch.)
3
3
3
3
3
3
3
burden
(m.)
1.3
1.5
1.7
1.9
2.1
2.3
2.3
EXPLOSIVE
spacing
(m.)
subdrill (J)
(m.)
F. Rigidez
1.5
1.7
2.0
2.2
2.4
2.6
2.6
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.9
2.0
2.1
2.1
2.1
2.2
2.4
crush
tonnes /
hole
11.2
17.6
27.4
38.5
52.2
68.8
75.6
FLY ROCK
type
explosive
density
(g/cc)
steamming
(m.)
Lc
(m.)
P.F.
(kg/tn)
kg /hole
S.D.
% Lc/H
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
1.15
1.15
1.15
1.15
1.15
1.15
1.15
1.8
2.1
2.4
2.7
3.0
3.6
3.9
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.4
2.6
0.56
0.42
0.31
0.25
0.20
0.18
0.18
6.3
7.3
8.4
9.4
10.5
12.6
13.6
1.4
1.6
1.8
1.9
2.1
2.5
3.3
40%
40%
40%
40%
40%
40%
40%
• Densidad de roca promedio
2.3 kg/Tn
• Tipo de maquina
Jack Hammer / Rocdrill / ROC L8
• Diámetro perforación
2 ½” / 3” / 3 ½” / 5” / 6”
Para diámetros de 3 ½”, la Tabla generada es la
siguiente:
DRILL
rock density
(g/cc)
H. depth
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
diametro
(inch.)
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
burden
(m.)
1.4
1.5
1.7
1.9
2.0
2.3
2.3
DRILL
rock density
(g/cc)
H. depth
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
subdrill (J)
(m.)
1.6
1.8
2.0
2.3
2.4
2.5
2.6
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
emulsion
crush
tonnes /
hole
12.9
18.6
27.4
40.2
49.7
66.1
75.6
F. Rigidez
1.8
2.0
2.1
2.1
2.3
2.2
2.4
EXPLOSIVE
diametro
type
(inch.) explosive
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
3 1/2
spacing
(m.)
FLY ROCK
density
(g/cc)
steamming
(m.)
Lc
(m.)
1.15
1.15
1.15
1.15
1.15
1.15
1.15
1.8
2.1
2.3
2.6
2.8
3.1
3.3
1.2
1.4
1.7
1.9
2.2
2.9
3.2
P.F.
kg /hole
(kg/tn)
0.67
0.54
0.44
0.34
0.32
0.31
0.30
8.6
10.0
12.1
13.6
15.7
20.7
22.9
S.D.
% Lc/H
1.4
1.4
1.6
1.6
1.8
1.9
1.9
40%
40%
43%
42%
44%
48%
49%
Para diámetros de 5”, la Tabla generada es la
siguiente:
rock density
(g/cc)
H. lenght
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
rock density
(g/cc)
H. lenght
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
diameter
burden
spacing
(inch.)
(m.)
(m.)
5
2.0
2.5
5
2.3
2.8
5
2.5
3.0
5
2.8
3.3
5
2.8
3.3
5
2.9
3.3
5
2.9
3.4
5
1.8
2.2
5
2.0
2.5
5
2.3
2.8
5
2.5
3.0
5
2.8
3.3
5
2.8
3.3
5
2.9
3.3
5
3.0
3.4
DRILL
EXPLOSIVE
diameter
type
density steamming
(inch.) explosive (g/cc)
(m.)
5
HA 46
1.17
2.7
5
HA 46
1.17
3.0
5
HA 46
1.17
3.3
5
HA 46
1.17
3.9
5
HA 46
1.17
4.2
5
HA 46
1.17
4.5
5
HA 46
1.17
4.8
5
HA 64
1.32
3.1
5
HA 64
1.32
3.1
5
HA 64
1.32
3.1
5
HA 64
1.32
3.3
5
HA 64
1.32
3.6
5
HA 64
1.32
3.9
5
HA 64
1.32
4.5
5
HA 64
1.32
4.8
DRILL
subdrill
(m.)
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.0
Lc
(m.)
1.8
2.0
2.2
2.6
2.8
3.0
3.2
0.9
1.4
1.9
2.2
2.9
3.1
3.0
3.2
P.F.
(kg/tn)
0.58
0.44
0.38
0.33
0.33
0.31
0.30
0.47
0.51
0.48
0.43
0.42
0.41
0.35
0.33
F. Rigidez
2.0
2.0
2.0
2.0
2.1
2.2
2.4
1.9
2.0
2.0
2.0
2.0
2.1
2.2
2.3
crush tonnes /
hole
46.0
66.7
86.3
116.9
127.5
143.1
158.7
31.9
46.0
66.7
86.3
116.9
127.5
143.1
164.2
FLY ROCK
kg /hole
S.D.
% Lc/H
27
30
33
39
42
44
47
15
23
32
37
49
52
50
54
1.6
1.6
1.8
2.0
2.0
2.2
2.3
1.4
1.4
1.4
1.5
1.6
1.7
1.9
2.1
40%
40%
40%
40%
40%
40%
40%
30%
30%
40%
40%
45%
44%
40%
40%
Para diámetros de 6”, la Tabla generada es la
siguiente:
rock density
(g/cc)
H. lenght
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
diameter
(inch.)
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
burden
(m.)
2.1
2.3
2.5
2.8
2.8
2.9
2.9
2.1
2.3
2.5
2.8
2.8
2.9
2.9
spacing
(m.)
2.7
3.0
3.0
3.3
3.3
3.3
3.3
2.7
3.0
3.0
3.3
3.3
3.3
3.3
DRILL
subdrill
(m.)
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
1.0
1.0
1.0
1.0
F. Rigidez
1.9
2.0
2.0
2.0
2.1
2.2
2.4
1.9
2.0
2.0
2.0
2.1
2.2
2.4
crush tonnes /
hole
52.2
71.4
86.3
116.9
127.5
143.1
154.1
52.2
71.4
86.3
116.9
127.5
143.1
154.1
rock density
(g/cc)
H. lenght
(m.)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
DRILL
diameter
type
(inch.) explosive
6
HA 46
6
HA 46
6
HA 46
6
HA 46
6
HA 46
6
HA 46
6
HA 46
6
HA 64
6
HA 64
6
HA 64
6
HA 64
6
HA 64
6
HA 64
6
HA 64
density
(g/cc)
1.17
1.17
1.17
1.17
1.17
1.17
1.17
1.32
1.32
1.32
1.32
1.32
1.32
1.32
EXPLOSIVE
steamming
(m.)
2.8
3.2
3.3
3.9
4.2
4.4
4.6
3.1
3.5
3.7
4.2
4.4
4.8
5.1
FLY ROCK
Lc
(m.)
1.7
1.8
2.2
2.6
2.8
3.1
3.4
1.4
1.5
1.8
2.3
2.6
2.7
2.9
P.F.
(kg/tn)
0.70
0.54
0.54
0.48
0.47
0.46
0.47
0.65
0.51
0.50
0.47
0.49
0.45
0.45
kg /hole
S.D.
% Lc/H
36
38
47
56
60
66
73
34
36
43
55
63
65
70
1.6
1.6
1.8
2.0
2.0
2.0
2.0
1.4
1.4
1.5
1.6
1.7
1.9
2.1
38%
36%
40%
40%
40%
41%
43%
31%
30%
33%
35%
37%
36%
36%
Estas tablas nos permiten seguir las pautas
necesarias para la perforación y carguío de
taladros dependiendo de sus diámetros de
perforación, el tipo de explosivo a usar y el tipo
de carga que requieren.
Diámetro critico de los explosivos
El diámetro crítico es una de los aspectos más
importantes cuando se quieren obtener
voladuras eficientes, aun cuando muchas veces
no son considerados en los diseños de
perforación y voladura.
El
términodiámetro
crítico
se
usa
frecuentemente en la industria de los explosivos
para definir el diámetro mínimo en el cuál un
compuesto explosivo en particular detonará
confiablemente.
Todos los compuestos explosivos tienen un
diámetro crítico. Para algunos compuestos
puedeser tan pequeño cómo un milímetro. Por
otra parte, otro compuesto puede tener un
diámetrocrítico de 100 milímetros. El diámetro
del taladro propuesto para un proyecto
específicodeterminará el diámetro máximo de la
carga de columna. Este diámetro de la carga
debe sermayor al diámetro crítico del explosivo
que se usará en ese taladro. Por lo tanto, al
seleccionar con anticipación ciertos diámetros
de taladro, uno puede eliminar ciertos productos
explosivos para usarse en ese proyecto en
particular
La Tabla 1 muestra la distribución de
densidades de las mezclas explosivas, diámetro
de la carga mínima (diámetro crítico) y el peso
del iniciador que debe tener el taladro para que
detone eficientemente, es decir, que se pueda
aprovechar el 100% de su energía logrando una
rápida velocidad régimen en un corto consumo
de explosivo.
El QC de los explosivos (calidad de emulsión
encartuchada y porcentajes de mezclas
explosivas) es fundamental para la minimización
de problemas de deflagración y generación de
gases nitrosos.
El QC del stemming usado es importante para el
buen cumplimiento del trabajo de retención que
debe cumplir el taco en el control de proyección
de roca por voladura.
BIBLIOGRAFIA
Tabla 1. Variación del diámetro de carga
mínimo (diámetro crítico vs variación de la
densidad de mezcla explosiva.
Resultados
El uso de las tablas del “Cookbook” de
Perforación y Voladura
a nos ha permitido eliminar
la proyección de roca por voladura en la etapa
de construcción.
El uso adecuado de los tipos de explosivo según
su diámetro crítico nos ha permitido eliminar el
impacto de gases nitrosos por mala detonación
de los explosivos.
La eliminación del uso de cordón detonante, nos
ha permitido reducir
cir el ruido por voladuras, así
como reducir la cantidad de explosivos
detonado en el mismo tiempo.
CONCLUSIONES
USIONES
Las voladuras deben de realizarse con
detonadores no eléctricos (sistema silencioso),
silencioso)
ya
a que nos garantizan dos cosas: voladuras tiro
a tiro y minimización del ruido. Cabe mencionar
que el uso de estos detonadores nos restringen
la cantidad de taladros a detonar en un
proyecto, ya que al tener un tiempo de fondo y
mallas cortas, el radio de acción entre retardos
quemados en superficie y primera detonación es
muy corto, teniendo como máximo la detonación
de 300 taladros por proyecto (asumiendo doble
inicio).
Chiappetta, R., Bauer, A., Dailey, P. and
Burchell, S., 1983. The Use of High -Speed
Motion Picture Photography in Blast
Evaluation and Design,, Proceedings of the
Ninth Annual Conference on Explosives
and Blasting Technique. Dallas, TX.
International Society of Explosives Engineers,
pp 258-309.
Instituto Tecnológico Geominero de España,
1994. Manual de Perforación y Voladura de
Rocas.
McKenzie, 1994.Estado del arte de la
Tronadura. ENAEX, Gerencia Técnica.