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Peculiaridades de la Perforación y Voladura en el Subsuelo en minas de…
Peculiaridades de la Perforación y Voladura en el Subsuelo en minas de Pequeña Escala
(Mapa Conceptual)
El presente artículo enfatiza la peculiaridad de los sistemas de perforación y voladura de pequeñas minas subterráneas en países seleccionados de América del Sur.
Existe un sector minero cuyo desarrollo sostenible y responsable ha sido descuidado debido a la amplia publicidad de sus impactos sociales y ambientales negativos.
El caso chileno
La mina en Chile estudiada para esta investigación se ubica en el distrito minero55 de Chancón, cerca de la ciudad de Rancagua, en la región VI, en el centro de Chile.
A lo largo de los años, los mineros desarrollaron un patrón de perforación y voladura muy peculiar. Se observó un diagrama bastante inusual en las primeras etapas del proyecto, como se observa en la siguiente figura.
se determinó que todos los patrones encontrados en los diagramas de disparo de los mineros eran adaptaciones de uno general, que se presenta en la siguiente Figura.
El diagrama no emplea ningún tipo de corte de apertura, ni agujeros paralelos ni inclinados.
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La vista lateral muestra que los agujeros se perforan de una manera de ventilador exterior, lo contrario de un corte de apertura tradicional en forma de V o en forma de pirámide.
Durante la investigación, se llevó a cabo un estudio de referencia, para el cual se consideraron los siguientes indicadores clave de rendimiento (KPI):
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- Profundidad de perforación
- Tiempo medio de perforación por agujero
- Tiempo total de perforación
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- Costo total por explosión.
La Tabla 1 muestra que cada orificio está cargado con un cartucho de emulsión de 1"x8" (25,4 mm X 203,2 mm), 600 gramos de ANFO y un detonador conectado a 2,5 metros (2,8 pies) de fusible de seguridad.
Debido al empleo de un fusible de seguridad, la explosión se enciende manualmente utilizando un soplete de gas de tamaño manual, y la secuencia de iniciación es determinada por el lanzador a cargo.
El fusible de una sola bobina se utiliza en una sola explosión. Por lo tanto, la secuencia de iniciación depende de la secuencia de ignición de los fusibles realizados por el lanzador con un soplete.
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Debate sobre la visión a corto plazo de ASM
Se encontró que la aplicación de métodos racionales y basados en ingeniería permitió aumentar la eficiencia de extracción de voladuras del 70% al 90%. Siguiendo esta premisa, un análisis fue sobre 20 voladuras, el equivalente a un mes de trabajo, utilizando ambos métodos.
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El sector de la ASM, carente de recursos y acceso al capital, en comparación con las minas medianas y grandes del mundo, no ha sido capaz de evolucionar hacia los métodos y tecnologías de última generación
La forma de trabajar de ASM carece de una exploración temprana, estudios de viabilidad y cualquier tipo de planificación
Ese sector es la minería artesanal y a pequeña escala (ASM), que está presente en todos los países mineros del mundo en desarrollo, y en casos como el oro, contribuye alrededor del 20 por ciento a la producción mundial.
La línea de trabajo de ASM subterránea en la región de los Andes se basa bá :sicamente en la perforación y voladura, y luego, la carga y el transporte.
La perforación y voladura son la actividad más importante, donde los mineros sufren la mayoría de los problemas
El caso ecuatoriano
La mina estudiada en Ecuador, Golden Minera Comunitaria, se encuentra en el distrito minero de Zaruma-Portovelo, en la provincia de El Oro, en el sur de Ecuador.
El proyecto de I+D desarrollado en esta mina fue un curso de capacitación sobre técnicas de perforación y voladura en el marco de un proyecto más amplio de creación de capacidad para mineros artesanales y a pequeña escala en Ecuador.
Para entender las prácticas de los mineros locales y evaluar posibles mejoras, se decidió realizar tres explosiones diferentes, donde se podían comparar las prácticas de los mineros, una empresa de consultoría y un fabricante nacional de explosivos.
Explosión n.1:
En su totalidad perforada, cargada y disparada por mineros locales, de acuerdo con su tradición y empleando las herramientas y agentes explosivos típicamente utilizados en la zona.
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Explosión n.2:
Diagrama de perforación basado en métodos racionales estudiados por la consultora contratada, sin embargo, empleando las mismas herramientas y agentes explosivos típicamente utilizados en las áreas de Blast 1.
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Explosión n.3:
Patrón de perforación determinado por la consultora contratada, sobre la base de métodos de diseño de ingeniería, empleando explosivos modernos y dispositivos de iniciación proporcionados por el fabricante nacional de explosivos.
Hay que tener en cuenta que la perforación y la carga siempre fueron realizadas por mineros locales:
- Blast 1 tenía la imprimación de dinamita correctamente ubicada en la parte inferior del agujero, que rompe el dedo del frente por ventaja del alto VOD de dinamita
- Blast 2 y 3 emplearon un posicionamiento irracional de la imprimación de dinamita, segundo en orden después de un cartucho de AN, que proporciona una onda de choque de detonación muy baja si la hubiera en el dedo del dedo del frente, el punto más difícil de romper.
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El método de carga irracional de las explosiones 2 y 3 ya se había observado como comúnmente empleado por los autores de este estudio durante la investigación de campo en 2012 y 2013.
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La principal conclusión extraída tanto por los mineros como por el equipo de I+D para este proyecto fue que, con un buen grado de sorpresa, el sistema de voladura desarrollado a lo largo de los años por los mineros, con la experiencia compartida de la comunidad minera local y el conocimiento empírico de la geología local, ha permitido alcanzar el 98% de eficiencia de tracción
el sistema de voladura preparado por el contratista y el fabricante de explosivos, basado en métodos científicos y racionales, sin conocimiento previo de la geología local y las interacciones locales roca-explosiva, ha alcanzado una eficiencia media del 83% en el primer intento, a pesar del método de carga irracional empleado.
Conclusiones
Esta es una oportunidad muy importante para el desarrollo de este sector minero, que debido a la falta de recursos y herramientas no ha sido capaz de evolucionar o crecer como se esperaba y merecido.
Como se ve en los estudios de Chile y Ecuador, entender la fuente misma de temas y la colaboración para superarlos es la clave para lograr un cambio significativo en la minería artesanal y a pequeña escala y en la aplicación de la ingeniería de campo donde no existen circunstancias perfectas, pero el riesgo y la incertidumbre están constantemente presentes.
Cada gran trabajo parte de la fuente más pequeña, por lo que el conocimiento empírico que los mineros de ASM tienen sobre las cualidades y el comportamiento de la masa rocosa es una riqueza que muchas veces los rigurosos métodos de ingeniería serían incapaces de obtener sin una importante inversión de capital.
Para lograr cambios significativos y casos de éxito, ambos extremos de la cadena de colaboración, los desarrolladores de I+D por un lado y los mineros artesanales por el otro, deben ser capaces de mantener una actitud proactiva y colaborativa y estar listos para aprender uno del otro.