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VOLADURAS CONTROLADAS CERCANAS A COMUNIDADES EN PROYECTO MINAS CONGA José L. Poma Fernandez Minera Yanacocha S.R.L. jose.poma@newmont.com 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.