Laredo Rodríguez Roberto Carlos, Real Miners Consulting S.L., España.

Resumen

En el resultado de voladura hay dos parámetros básicos que definen la calidad de esta, la sub excavación o pérdida y la sobre excavación. La primera de estas deficiencias implica una pérdida económica importante y en ocasiones crítica. Esto adquiere especial relevancia en las explotaciones subterráneas, en donde la accesibilidad es limitada y la posibilidad de re perforar o emplear equipos mecánicos con martillo puede ser inviable. En cuanto a la sobre excavación, aunque no necesariamente sea origen de dilución, es otra deficiencia importante. En el caso de explotaciones Sublevel Stoping con secuencias de primarios y secundarios, puede complicar el diseño y las operaciones de perforación en secundarios y generar problemas de estabilidad.

De cara a poder mejorar los resultados obtenidos en estas voladuras de producción, es necesario cuantificar y establecer el origen del problema.

En el presente artículo se establece una metodología de evaluación, para valorar el nivel de calidad obtenido en voladuras de producción. Este se determina a partir de los porcentajes de pérdida de mineral y volúmenes relativos de sobre excavación. La pérdida de mineral, se evalúa en porcentaje por simplicidad a la hora de determinar su valor económico respecto el total de la cámara. Para la sobre excavación se trabaja con volúmenes relativos, y no porcentuales, de esta forma se eliminan las distorsiones originadas por la influencia del tamaño de cámara.   Ambos parámetros se relacionan y ponderan de forma que se obtiene una valoración numérica del nivel de calidad.

Abstract.

In the blasting result there are two basic parameters that define the quality of this, the under brake or ore losses and the over brake. The first of these problems implies an important and sometimes critical economic loss. This is particularly relevant to underground mines, where accessibility is limited and the possibility of re-drilling or using mechanical equipment with hammer can be unfeasible. As for the under brake, although it is not necessarily a dilution source, it is another important deficiency. In the case of Sublevel holdings with primary and secondary sequences, it can complicate the design and drilling operations in secondary and generate stability problems.
To improve the results obtained in these production blasts, it is necessary to quantify and establish the origin of the problem.

This article establishes an evaluation methodology to assess the level of quality obtained in production blasting. This is determined from the percentages of mineral loss and relative volumes of over-brake. The loss of mineral, is assessed in percentage for simplicity in determining its economic value with respect to the total of the stope. For the over brake, work with relative volumes, and not percentages, thus eliminating  distortions caused by the influence of the camera size. Both parameters are related and weighted in such a way that a numerical assessment of the quality level is obtained.

1          Introducción

Cuando se realiza la explotación de una cámara, los objetivos perseguidos son la obtención de la máxima recuperación de mineral con la mínima sobre excavación, es decir, obtener una geometría final de hueco lo más similar posible a la establecida en diseño. La pérdida (Figura 1) implica reducción del beneficio económico y la sobre excavación (Figura 2), dilución y en algunos casos inestabilidad, al sobrepasarse los radios hidráulicos de diseño. La existencia de estos elementos puede dar lugar a geometrías poco estables que propician la caída de rocas o colapsos puntuales.

En las explotaciones en las que se desarrolló este estudio, se realizaba únicamente una valoración cuantitativa en la fase de reconciliación de cámaras. Esto, aún siendo necesario, no aporta información útil para detectar y por tanto solventar potenciales deficiencias de diseño, de implementación o de valoración geotécnica.

Se plantea así la necesidad de implementar un sistema de evaluación que permita, de forma ágil y simple, detectar cámaras en las que los resultados no se adecuan al objetivo marcado por la compañía. Detectadas estas, se puede realizar un análisis detallado, que permita identificar las causas y establecer los ajustes necesarios en otras cámaras de características similares.

2          Procedimiento de evaluación.

2.1. Fase inicial.

En una primera fase se realizó un estudio de los valores de sobre excavación lineal equivalente (ELOS).  Este aporto una serie de resultados que, aún no siendo suficientes para el objetivo marcado, arrojaban información complementaria de cierto interés sobre el comportamiento por muros.

ELOS=Volumen de sobre excavación/área de la cara de cámara estudiada.

Se detectó con esto la existencia de cámaras con potencial riesgo de caídas, según el criterio descrito por distintos autores y mostrada en la tabla 1, y que confirmaba el origen de los bolos que aparecían en algunas de ellas. (Fotografía 1). A modo de ejemplo se muestran algunos de los datos obtenidos en la tabla 2.

 Tabla 2. Niveles de inestabilidad de distintas caras de cámara.

Se realizó también una evaluación de los espesores de sobre excavación y pérdida promedio, de forma que con los datos de ELOS aclaraba aún más, que zonas de cámara eran problemáticas. En la tabla 3 se indican los valores promedio por zonas de cámara.

2.2. Evaluación de calidad.

            Para definir el sistema de evaluación de calidad de los resultados de voladura, se decide emplear dos parámetros. EL primero el nivel de pérdida en %. De esta forma es posible cuantificar de forma directa el valor económico de la pérdida a partir del valor total de la cámara explotada. Por otro lado se considera que la pérdida es achacable completamente a deficiencias de voladura (diseño e implementación).

En el caso de la sobre excavación, el criterio empleado es diferente. En lugar de una valoración económica, se establece un criterio geométrico. Este criterio permite una mejor valoración del resultado de la voladura, al ser en gran parte el resultado de las características y condicionantes geotécnicos del mineral y la roca circundante. Por tanto la sobre excavación no depende  de la voladura de forma tan clara como la pérdida.

Se realiza así el cálculo del volumen relativo de sobre excavación y la valoración según la clasificación propuesta por Ceputris en 2008. (Tabla 4).

El uso de volúmenes relativos, permite minimizar la distorsión en los resultados cuando se trabaja en % ya que se elimina la influencia del tamaño de la cámara estudiada.

2.2.1. Cálculo de Volumen Relativo de sobre excavación.

El volumen relativo se calcula a partir de los parámetros de Hemiesfericidad (1) y Extensividad (2).

Donde:

V = Volumen de sobre excavación.                       

A = Área de intersección de la sobre excavación con la cara de cámara estudiada.

Ase = Área de sobre excavación.

Ac = Área de la cara de cámara estudiada.

Estos parámetros son fácilmente medibles empleando softwares mineros de diseño o evaluación.

Conocidos estos valores, se calcula el Volumen relativo (3) mediante:

En la tabla 5 se muestran algunos de los resultados obtenidos de estos cálculos.

2.2.2. Establecimiento del nivel de calidad.

            Una vez obtenidos los valores de volumen relativo de cada cara de una cámara, se calcula el valor promedio de estos, descartándose el de techo por no verse afectado por la voladura y depender del sostenimiento empleado.

En el nivel de pérdida se usa el valor obtenido en la reconciliación de cámaras, empleándose este valor de forma directa.

Se crea con todo lo anterior una tabla de valoración cuyos valores son ponderados para obtener un valor final que define el nivel de calidad. (Tabla 6).

A la hora de ponderar los dos parámetros se considera diferencia entre cámaras primarias y secundarias, dándose en este caso un mayor valor al nivel de pérdida que al de sobre excavación.  Así del 100% de la valoración se considera un 40% del peso a la sobre excavación y un 60% a la pérdida en primarios y un 30% del peso a la sobre excavación y un 70% a la pérdida en secundarios.

Esta diferencia se establece considerando que en secundarios parte de la sobre excavación se produce por caída del material de relleno de los primarios y de difícil control.

Con todo lo anterior se definen los ratios de calidad según la tabla 7.

Los resultados obtenidos, ya ponderados según el criterio indicado anteriormente, para algunas de las cámaras se recogen en la tabla 8.

Se consideran, como dentro de un rango aceptable, aquellas cámaras con un nivel de calidad mínimo de regular. Los porcentajes totales de los niveles de calidad se muestran en el gráfico 1.

Se puede observar en este que casi el 70% de las cámaras explotadas se encuentran dentro del rango definido como aceptable.

4          Conclusiones.

            El conocimiento cuantitativo y cualitativo de los resultados obtenidos en voladuras, es un elemento fundamental para poder realizar los ajustes y/o modificaciones que permitan llegar a los objetivos de la explotación.

Este procedimiento de evaluación permite la detección, cuantificación y localización de los puntos críticos en cada voladura y cámara.

La posibilidad de poder ponderar los dos parámetros empleados, permite crear un estándar de calidad adaptado a cada mina, o zona de esta, en base a sus condicionantes y en concordancia con los objetivos establecidos por la compañía.

El empleo de esta metodología permite, con un trabajo mínimo durante la fase de reconciliación y análisis, tener un conocimiento no distorsionado del resultado obtenido.

El empleo de esta metodología permite, con un trabajo mínimo durante la fase de reconciliación y análisis, tener un conocimiento no distorsionado del resultado obtenido.