REPORTE DE VISITA TECNICA

MINERA TABOCA

MANAOS -BRASIL

JUNIO 2013

JULIO GIOVANNI ACCINELLI Consultor Técnico

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RESUMEN.-

El presente trabajo técnico permitió generar alcances técnicos en el uso del software WIPFRAG al

personal de voladura de MINERA PITINGA, en Brasil ,en una visita de cinco días a sus unidades

ubicadas en la selva del amazonas (Manaos), logrando capacitar en el uso y técnicas de

interpretación del software lo cual permita controlar sus pasantes granulométricos de igual manera

sirva de base de datos para que se evalué e interprete las variables que permitan la optimización

del proceso de voladura.

Así mismo se determinó el esponjamiento de la emulsión gasificada y las densidades en las que

actualmente se desarrollan para verificar si esta variable tan importante se encuentra entre los

parámetros óptimos que permitan un adecuado desarrollo energético de esta explosivo , así mismo

a partir de la zonificación geotécnica del tajo 14-190 la influencia de las discontinuidades que

afectan y rigen la formación de bloques preformados los cuales para el explosivo de características

energéticas como la emulsión gasificada es una variable muy importante a considerar puesto que

la misma se atenúa por efectos friccionales debido a las orientaciones de familias de estructuras

litológicas.

Se observa la zona de operaciones donde se realizó el análisis de tamices para su interpretación

mediante software WIPFRAG y el control de densidades del explosivo emulsión gasificada.

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OBJETIVOS:

1.- Obtener indicadores respecto a los pasantes granulométricos que permitan la regionalización

de datos en tamices finos y gruesos enfocando las variables de perforación y voladura utilizadas

actualmente en MINA PITINGA.

2.- Capacitar al personal técnico en el área de voladura en el uso e interpretación de los resultados

que evidencian el comportamiento granulométrico post voladura.

3.- Determinar una base de datos que permitan generar en el futuro una herramienta de control

mensual, a fin de optimizar parámetros respecto a la operación de perforación y voladura enfocada

en el resultado granulométrico.

4.- Crear un modelo matemático de predicción en Granulometría con los datos obtenidos de la

interpretación de las curvas WIPFRAG las cuales permita analizar y relacionar la interacción roca&

explosivo, a fin de ajustar variables de perforación y voladura.

5.- Definir las características del esponjamiento de la emulsión gasificada y su densidad de copa.

TRABAJOS REALIZADOS EN MINA PITINGA EN FUNCION AL PLAN DE

CALIDAD DE IMPLEMENTACION EN PERVOL

1.-Medicion de Densidades del explosivo EMULSION GASIFICADA de la empresa BRITANITE.

2.- Comportamiento de la densidad del explosivo EMULSION GASIFICADA en el fondo del pozo

considerando la presión existente por el explosivo debido a variables geométricas (profundidad de

pozo, diámetro de pozo, longitud y densidad del material stemming) la cual determina el adecuado

desarrollo de las burbujas de nitrógeno agente sensibilizante de la matriz explosiva tanto al fondo

del pozo como al medio del mismo.

3.- Análisis del comportamiento Granulométrico utilizando software WIPFRAG®, considerando

tamices regionalizados tanto en finos como en gruesos y regulares, los cuales sean

representativos de la operación de minado en MINA PITINGA.

4.- Alcances referentes a la optimización en el uso e interpretación de las curvas granulométricas

mediante la creación de un modelo matemático que permita predecir el pasante granulométrico al

considera variables de macizo rocoso y explosivo con el uso adecuado de una correcta base de

datos.

5.- Generar alcances referentes a la influencia de la orientación de las estructuras presentes en los

bancos de los proyectos a tronar en el resultado granulométrico, utilizando software DIPS®, los

cuales permitan definir secuencias de salida favorables a los planos litológicos de diaclasiamiento.

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MEDICION E INTERPRETACION ESTADISTICA DE LA EMULSION GASIFICADA

Medición de Densidades del explosivo Emulsión Gasificada de la empresa BRITANITE

Balanza tipo bascula utilizada para el cálculo del peso

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Explosivo: Emulsion Gasificada Britanite

Camión: Mercedes Benz Placa AUJ-1749

Operador: Jean Frabicio

Muestra Tº (ºC) % Catalizador 0min 5min 10min 20min 30min 40min

1 16 1,4 1,35 1,28 1,26 1,23 1,21 1,2

DENSIDAD (g/cm3)

VARIACION DE LA DENSIDAD DE LA EMULSION GASIFICADA

ANALISIS Nº 1

Se observa el comportamiento de la densidad a los 40 minutos, cercana a 1.20

g/cc, para una temperatura de la emulsión de 16ºC, considerando 1.4% de nitrito.

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Explosivo: Emulsion Gasificada Britanite

Camión: Mercedes Benz AUJ-1749

Operador: Jean Fabricio

Muestra Tº (ºC) % N-20 0min 5min 10min 20min 30min 40min

1 26 1,0 1,33 1,28 1,22 1,18 1,16 1,15

DENSIDAD (g/cm3)

ANALISIS Nº 2

Se observa el comportamiento de la densidad a los 40 minutos, en 1.15 g/cc, para una temperatura

de la emulsión de 26ºC, considerando 1.0% de nitrito, en este caso se optó REDUCIR EL AGENTE

SENSIBILIZADOR por el aumento de temperatura para un adecuado proceso de gasificación y

formación de burbujas de nitrógeno, obteniendo de esta manera la densidad de 1.15g/cc .

Así mismo al reducir el porcentaje de nitrito la bomba de inyección disminuyo la presión de 110

PSI, que tenía al trabajar con un porcentaje de nitrito del 1,4% siendo este motivo por el cual no se

pudo lograr reducir la densidad a 1.14 g/cc, estando la emulsión fría, por ende es necesario que se

verifique la bomba de inyección a porcentajes de nitrito entre 1.2% a 1.4%

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EXPLOSIVO (Kg) % ESPONJAMIENTO

MEDIA 355,5 8,7DISPERCION 9,5% 12,1%

DESV. STAND. 33,94 1,05

ANALISIS ESTADISTICO DEL COMPORTAMIENTO DEL ESPOJAMIENTO DE LA

EMULSION GASIFICADA DE BRITANITE

De un espacio muestral de 75 pozos se midió el porcentaje de esponjamiento medio , así mismo

determinado en función a la media y desviación estándar se determinó que la probabilidad de

esponjamiento para una densidad entre 1.15g/cc a 1.20g/cc es de 40%, lo cual nos lleva a la

conclusión que este factor tiende a ser menor en mayor probabilidad, esto debido a características

del explosivo utilizado ,no acotable a perdidas por fracturamiento puesto que se observa que los

pozos son perforados mediante barra triconicas las cuales dejan el mismo de manera uniforme y

no crea superficies dañadas las cuales si se tuvieran con perforación de martillo en el fondo.

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VARIACION DE DENSIDAD EN LA COLUMNA DEL POZO EN FUNCION A LA PRESION

EXISTENTE POR EFECTOS DE CONFINAMIENTO LOS CUALES INFLUYEN EN UN

ADECUADO PROCESO DE GASIFICACION (GENERACION DE BURBUJAS DE NITROGENO)

Se observa las variables de entrada altura geográfica, densidad de copa de la emulsión gasificada

densidad de mezcla sin gasificar, longitud y diámetro de pozo, densidad del material stemming y su

respectiva longitud, y como estas variables influyen en la densidad del explosivo emulsión

gasificada a lo largo de la columna para el caso de MINA PITINGA la densidad media se

encuentra al fondo del pozo en 1.26 g/cc y al medio del mismo 1.23 g/cc esto para las variables

especificadas, por lo cual hay que tener en cuenta que la densidad de copa debe encontrarse en

valores menores a 1.15g/cc para que en el fondo y en la mitad del pozo cargado , la densidad

obtenida no sea mayor a sea de 1.20g/cc se pierda el poder energético debido a una no adecuada

gasificación por elevado valor de la densidad , es importante que la empresa BRITANITE realice

análisis de VOD teniendo presente estas características.

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PARAMETROS DE CARACTERIZACION DEL BLAST INDEX

PARAMETRO RATING

Descripción de la masa rocosa (RMD)

Quebradizo/Desmenuzable 10

Se fractura en bloques 20

Totalmente masivo 50

Espaciamiento de los planos de diaclasas (JPS)

Cercano (<0.1 m) 10

Intermedio (0.1 a 1m) 20

Amplio (>1 m) 50

Orientación de los planos de diaclasas (JPO)

Horizontal 10

Inclinación hacia fuera de la cara 20

Rumbo normal a la cara 30

Inclinación hacia dentro de la cara del banco 40

Influencia de la Gravedad Específica (SGI) SGI = 25 * SG – 50

Donde SG es la densidad del

macizo y está en ton/m3

Dureza (H = 0.05 x RC) 1 - 10

10

Geología Estructural 1

Bloques preformados de granito, con orientación de discontinuidades normal a la cara del banco y hacia dentro de la cara del banco, espaciamientos de juntas > 1m, esta condición de orientación litológica es la que se presenta en mayor margen en MINA PITINGA. BI = 0.5 x (RMD + JPS + JPO + SGI + HF)

RMD= 50, JPS=50, JPO= 40, SGI=16.5, HF=10

BI=83.25, RF= 10

Geología Estructural 2

Bloques preformados de granito, con orientación de discontinuidades inclinado hacia afuera de la cara del banco, y hacia dentro de la cara del banco con espaciamientos de juntas entre 0.6m a 1m. BI = 0.5 x (RMD + JPS + JPO + SGI + HF)

RMD= 50, JPS=40, JPO= 30, SGI=16.5, HF=10

BI= 73.25, RF =8.79

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Escala de Meteorización de las Rocas Sedimentarias Detríticas

(Basada en la de D.G. Moye)

Grado de Denominación Criterios de Reconocimiento

Meteorización

I Sana Roca no meteorizada. Conserva el color y el lustre

en toda la masa.

II Sana con juntas Las caras de las juntas están manchadas de óxidos

teñidas de óxidos pero el bloque unitario entre ellas mantiene el color

y el lustre de la roca sana.

Claramente meteorizada a través de la petrofábrica

reconociéndose el cambio de color respecto de la

roca sana. El cambio de color puede ser desde

III Moderadamente simples manchas a variación de color en toda la

Meteorizada masa, generalmente a colores típicos de óxidos de

fierro, la resistencia de la roca puede variar desde

muy análoga a la roca grado II a bastante más baja,

pero tal que trozos de 25 cm2 de sección no pueden

romperse a mano.

Roca intensamente meteorizada, que puede

IV Muy Meteorizada desmenuzarse y romperse a mano, aunque sus

elementos son perfectamente reconocibles.

Material con aspecto de suelo, completamente

descompuesto por meteorización “in-situ", pero

V Completamente en el cual se puede reconocer la estructura de la

Meteorizada roca original. Los elementos constitutivos de la roca

se encuentran diferenciados, aunque totalmente

diferenciados

RMD M Espaciamiento de Fracturas (m) 0.6

Pulvurulenta/Frágil (P)

Diaclasado Vertical (V)

Masiva (M)

Manteo diaclasas 40 Dureza 200

Manteo fuera cara banco (20) Muy blanda (25)

Rumbo perpend. a la cara (30) Blanda (50)

Manteo hacia la cara (40) Mediana (100)

Dura (150)

Muy Dura (200)

Densidad Roca (gr/cc) 2.7

SEGÚN MCKENZIE SEGÚN CUNNINGHAM

FACTOR DE ROCA 6.7 10.05

Altura banco (m) H 10

Taco (m) T 2.5

Densidad explosivo (gr/cc) dexp1.23

Dám. Perforación (pulg) Dh 9

Potencia en peso (%) E 93

Tamaño medio (cm) X50 23.93

Burden (m) B 5.3

Espaciamiento (m) S 6.3

Factor de roca F 8.5

8.0

50633.02

exp**

*****03226.0SBH

xEDdTHF h

FACTOR DE ROCA

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CLASIFICACION DE LOS TIPOS DE ROCAS

GRUPO GENERICO SEDIMENTARIAS METAMORFICAS IGNEAS

Estructura Estratificada Foliada Masiva Diaclasada

Detrítica Cristalina o vítrea (criptocristalina)

Tamaño de Granos de Cuarzo, 50% de granos 50% de granos Rocas Cuarzo, Feldes- Depende dela Minerales ligeramente coloreados cuarzo

grano Textura Feldespato y minerales finos son de finos son de Organoquimicas patos micas mi- roca matriz Feldespato mica y minerales feldespáticos

(mm). arcillosos. carbonatos. rocas ígneas. nerales oscuros Acida Intermedia Básica

Granular muy

RODITICAS Caliza Cenizas Pegmatita

60 gruesa Los granos fragmentos de roca Volcánicas

Granular Granos redondosConglomerado Calcarudita Brecha Granito Diorita Gabro

6 gruesa Granos angulosos Brecha Volcánica

ARENOSAS

Arenisca los granos son

fragmentos de minerales. Rocas salinas: Gneiss: Cuarcita

Granular Arenisca Cuarcilitica 95% Halita, Anhidrita Bandas alternas Mármol,

media de Cuarzo poros vacíos. Calcarenita Yeso, Caliza, de minerales Granulitas, Microgranito Microdiorita Dolerita

Arcosa 75% de Cuarzo hasta Dolomia, Turba, granulares corneanas,

23% feldespato poros vacíos. Lignito y Hulla. o laminares. Anfibolita.

Grauvaca 73% de Cuarzo ma Tobas

0.06 triz detrítica f ina poros vacíos. Volcánicas

ARCILLOSAS O LUTITICAS

Granular

Fina Fangolita

0.002 Pizarra Fangolita f isible.

Limonita 50% de partículas de Calcarutita Riolita Andesita Basalto

Granular grano fino.

muy fina Argilita 50% de partículas de

Al realizar el mapeo geomecanico in situ se determina la composición a nivel de textura de la

matriz de la roca de MINA PITINGA, esta se compone de granos de tamaño entre 6mm a 2mm, los

cuales tienen en su contenido minerales feldespáticos ligeramente coloreados y cuarzo,

definiéndola como una roca plutónica moderadamente meteorizada

Las características matriciales de esta roca de textura afanitica de comportamiento elástico es

decir que en un inicio de la generación de los esfuerzos trasmitidos a la matriz esta se comporta

linealmente ( fase elástica ) absorbiendo un alto grado de energía a medida que se incrementa los

valores de esfuerzos normales provocando la ruptura en un corto tiempo, por el cual es necesario

que la energía tensional ligada a la onda de choque en los primeros instantes de la detonación

típica de los explosivos en base a emulsiones gasificadas trasmitan esta energía en un breve

periodo de tiempo , evitando de esta manera generar una deformación que se incrementa con

bajos valores de esfuerzos originando una deformación inducida (fluencia), es decir la matriz va

acumulando energía de deformación originando la cohesión de los cristales en las primeras

fases de liberación de esfuerzos originando que la roca sea más resistente al proceso de rotura.

Por ende la energía del explosivo tensional que se trasmita al medio debe otorgarla un explosivo

con un alto poder rompedor ( evidenciado en una alta velocidad de detonación) , que mantenga

su régimen constante y en un breve periodo de tiempo , el cual debe de ser menor al ¼ del tiempo

de vibración natural del terreno para poder vencer el estado plástico debido al grado de cohesión

que alcanza la matriz por la textura evidenciada y de igual manera a la trasmisión de energía

deficiente que también puede relacionarse a efectos de atenuación friccional de esta energía

tensional debido a la gran densidad de fracturamiento preexistente por lo que VELOCIDADES DE

REGIMEN CONSTANTE ( VOD) de la emulsión gasificada utilizada actualmente allí pueden estar

alcanzado un mayor tiempo a desarrollarse respecto a un ¼ del periodo de vibración natural de la

roca presente en MINA las cueles deben oscilar entre 9ms a 12 ms.

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ANALISIS DE TAMICES EN EL PROYECTO DEL BANCO 200 AL 210

14

TAMICES TIPICOS OBTENIDOS EN LAS OPERACIONES DE MINADO EN MINA PITINGA

15

TAMIZ FINO

EL 100% DEL MATERIAL PASA POR UNA MALLA DE 400mm

16

TAMIZ INTERMEDIO

EL 92.62% PASA POR UNA MALLA DE 400mm

17

TAMIZ GRUESO

EL 59.74 % PASA POR UNA MALLA DE 400mm

18

TAMIZ INTERMEDIO

EL 87.02% PASA POR UNA MALLA DE 400 mm

19

TAMIZ GRUESO

EL 18.19% PASA POR UNA MALLA DE 400mm

20

ANALISIS COMBINADO FINOS, INTERMEDIO Y GRUESOS

EL 67.51% PASA POR UNA MALLA DE 400mm

21

INFLUENCIA DE LA ORIENTACION DE LA SECUENCIA DE LA SECUENCIA DE SALIDA EN

LA GRANUMOMETRIA TOMANDO COMO CRITERIO LOS PLANOS DE FRACTURAMIENTO

EXISTENTES EN EL MACIZO ROCOSO

22

MAPEO GEOMECANICO FRENTE 14 – BANCO 200

23

LA ORIENTACION PRINCIPAL DE PLANO DE FRACTURA TIENE UNA DIRECCION DE

BUIZAMIENTO NE PARA EL FRENTE 14 BANCO 200

24

TAMICES TIPICOS OBTENIDOS ENTRE GRUESOS, FINOS E INTERMEDIOS

25

TAMIZ GRUESO, FINO E INTERMEDIO

EL 100% DEL MATERIAL PASA POR UNA MALLA DE 400mm

26

TAMIZ GRUESO, FINO E INTERMEDIO

EL 79.11 % DEL MATERIAL PASA POR UNA MALLA DE 400mm

27

ANALISIS COMBINADO FINOS, INTERMEDIO Y GRUESOS

EL 87.56 % DEL MATERIAL PASA POR UNA MALLA DE 400mm

28

GESTION TECNICA EN LA IMPLEMENTACION DE CALIDAD PARA

MEJORAR RESULTADOS GRANUMOLETRICOS

Desarrollo de modelos matemáticos de predicción granulométrica para MINA PITINGA

Se plantea determinar en función a las características de macizo rocoso y explosivo una relación

que influya en determinar el pasante granulométrico a partir del siguiente análisis:

Si Aumenta:

Factor de Potencia (FC) -------- D80 disminuye

Work Index (Wi) -------- D80 aumenta

RQD -------- D80 Aumenta

D80 está en función de f((WixRQD/FC))

CURVA QUE EJEMPLIFICA LA PREDICCION DE PASANTES GRANULOMETRICOS

PARA LAS OPERACIONES DE MINADO DE PITINGA SE PLANTEA OBTENER SU

PROPIO MODELO MATEMATICO QUE PERMITA REDEFINIR VARIABLES

OPERATIVAS

29

CONCLUSIONES

De esta pequeña visita de 5 días se puede determinar las siguientes conclusiones:

1.- El esponjamiento para pozos de 9 pulgadas con longitud de pozo de 10.5m aproximadamente y

longitud de carga inicial sin esponjar promedio de 7.23 m de explosivo promedio es del margen del

8.7% es decir 0.60 m esto para una densidad entre 1.15g/cc y 1.20g/cc, con lo cual la probabilidad

de encontrar este factor de esponjamiento es del 40%, asumiendo que el otro 60% este factor de

esponjamiento tiende a decrecer.

2.- A partir de los factores de esponjamiento obtenidos y verificando las densidades tanto al fondo

del pozo de 1.26g/cc y de 1.23g/cc debido a efectos de presión por confinamiento que afectan a la

gasificación, se puede concluir que es necesario realizar un control de calidad en el desarrollo de la

velocidad de régimen constante , puesto que esta puede estar muy baja debido que se acerca a

una densidad critica en el cual la emulsión gasificada tiende a perder la transferencia de energía

tensional hacia el medio rocoso, es pues importante manejar densidades de copa en el rango de

1.0 a 1.05 para permitir que la densidad al fondo del pozo y al medio se encuentre en lo requerido

de 1.12 g/cc .

3.- Para este tipo de roca presente en MINA PITINGA con un factor de roca de 10 en ciertas zonas

y 8.5 en otras debido básicamente a lo masivo del terreno y a la orientación de fracturamiento

hacia dentro de la cara del banco y normal a la cara del mismo , es importante verificar que la VOD

( velocidad de régimen constante) se desarrolle en tiempo muy cercano a ¼ del tiempo del periodo

de vibración natural del terreno , (entre 9ms a 12 ms) para que la energía tensional ligada a la onda

de choque en los primeros instantes de detonación característica típica que participa en el proceso

de fragmentación de este explosivo permita una adecuada generación de microfracturamiento en la

matriz rocosa y un uniforme grado en la granulometría resultante.

4.- La generación de porcentajes de tamices que llegan a 150 mm es tan uniforme como la

generación de colpas que llegan hasta 1m , un 20 % aproximadamente, con lo cual es importante

concluir que la formación de colpas se rige principalmente por la formación de bloques

preformados ( espaciamiento de fracturas entre 0.60m a 1m) , por lo cual es necesario definir una

orientación favorable de salida en función al plano de estructuras litológicas y de igual manera

realizar el esquema de carga en los pozos utilizando doble iniciación hacia la zona del collar que

permitan la ruptura de estas formaciones preexistentes los cuales por los cortes anteriores

predominan en esta zona.

.

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RECOMENDACIONES

1.- Se recomienda realizar un mantenimiento adecuado a los componentes del camión fábrica de

BRITANITE, para permitir que la bomba de inyección de nitrito no supere los 100PSI con lo cual

permita que al trabajar con factores de 1.4% de sensibilizador esta bomba no colapse y permita un

adecuado proceso de gasificación.

2.- Se recomienda realizar un esquema de carga con doble iniciación, para controlar la generación

de colpas hacia la zona del collar producto de bloques preformados.

3.- Se recomienda realizar mediante un software específico el cálculo de las líneas de isotiempo de

los proyectos a tronar para verificar que la secuencia de salida sea perpendicular a la dirección de

buzamiento del plano principal de fracturamiento preexistente, permitiendo de esta manera

controlar la generación de colpas y de igual manera que el burden relief (alivio de burden) no

supere el valor de 8ms/m.

4.- Se recomienda controlar las densidades de copa, las cuales no superen el valor de 1.1g/cc para

permitir en el fondo del pozo y en la parte media densidades finales de 1.1g/cc.

5.- Se recomienda que se utilize por parte de BRITANITE una balanza electrónica para el cálculo

de las densidades y que el proceso de carguío del camión fabrica empieze no por la parte central

de proyecto , sino por la parte del talud hacia el centro y luego la cara libre , permitiendo de esta

manera que el explosivo que estará en los pozos en la parte central y hacia la cara libre se

encuentre en una densidad ya corregida y adecuada permitiendo , y que esta libere mejor su

energía en la zona más importante del proyecto.

5.- Se recomienda tomar fotos para análisis WIPFRAG mediante la generación de líneas de

muestreo mínimas dos, con lo cual se obtendrán 6 fotos diarias,( tres fotos por línea de muestreo)

que permitan zonificar la granulometría obtenida en la pila , de igual manera almacenar los datos

obtenidos en las curvas granulométricas en la hoja de Excel alcanzada al área de tronadura para

su análisis mensual y la obtención de modelos matemáticos de predicción de pasantes

granulométricos que relacionen variables de macizo rocoso y perforación y explosivo.

6.-Se recomienda cambiar el accesorio de conexión en superficie que se utiliza

independientemente al de fondo, por uno dual que permita una conexión más rápida del proyecto y

evite errores de amarre que pueden originar tiros quedados.

7.- Se recomienda realizar análisis de velocidad de detonación y pruebas de campo cercano, las

cuales nos determinen la distribución energética al medio rocoso, los tiempos de vibración natural

velocidades de onda P, y la degradación geotécnica por efectos de tronadura, los cuales influyen

en la creación de fracturamiento y en la posterior atenuación del explosivo, todo esto a fin de

simular el mejor diseño para un adecuado pasante granulométrico.