El presente estudio tiene como objetivo analizar la viabilidad técnica, económica y operativa de un nuevo tipo de emulsión, componente principal del ANFO Pesado que se usa comúnmente en el proceso de voladura en Minera Yanacocha. Este nuevo producto es una emulsión gasificable de mejor calidad y mayor costo en comparación con la emulsión matriz que se utiliza actualmente. La principal ventaja y motivo de investigación es su capacidad de gasificar por la adición de un agente químico. Ello permite variar su densidad y como consecuencia variar la velocidad de detonación, poder rompedor y otras propiedades, dependiendo de las características del material. Con este propósito, en el área de Perforación & Voladura se diseñó un plan para determinar y cuantificar las posibles ventajas que presenta el nuevo producto. Se inició con la instalación de los equipos para gasificar en los camiones fábrica, posteriormente se transportó la emulsión gasificable a la mina y finalmente se hicieron las pruebas in situ para medir sus parámetros antes, durante y después de la voladura. Estas pruebas son motivo del presente estudio. El parámetro que se midió antes de la voladura fue la densidad, un aspecto crítico para determinar los costos y la calidad del explosivo. Durante la voladura, se midió la velocidad de detonación que es el mejor parámetro que representa la calidad del explosivo en cuanto a poder rompedor. Finalmente, post voladura se analizó la fragmentación del material, presencia de humos y lo más importante el dig-rate (tasa de excavación) de los equipos de minado. Tras realizar las pruebas mencionadas, se hizo el análisis correspondiente y se determinó que el producto tiene ventajas desde el punto de vista económico y operativo. Se logró un ahorro importante sin afectar el dig-rate de los equipos de minado, además de eliminar la generación de gases nitrosos. En base a estos resultados, se implementó el uso de emulsión gasificable para la fabricación de ANFO Pesado en Minera Yanacocha. Sin embargo, también se concluyó que no es viable el reemplazo total de la emulsión gasificable por la emulsión matriz, debido a que en una mezcla en particular resulta más económico el uso de la emulsión matriz obteniendo los mismos resultados en la fragmentación del material. / Tesis

Ingeniera Civil / La resistencia y el comportamiento tensión-deformación de arenas provenientes de procesos de tronadura de roca o minería de hundimiento masiva (block caving) podrían diferir significativamente de las arenas transportadas y que han sufrido procesos de meteorización geológica. Investigaciones relacionadas al comportamiento de arenas de tronadura son muy escasas pero de gran interés en la industria minera. Estas arenas, al provenir directamente de la desintegración de rocas, poseen una mayor probabilidad de rotura que las arenas transportadas, debido a las microfisuras generadas en el proceso de formación. Esto se traduce en la necesidad de ejecutar una investigación que estudie el comportamiento de este material considerando la rotura de partículas. En este trabajo se estudiaron 5 muestras de tronadura de túnel provenientes del Proyecto Minero Chuquicamata Subterráneo (PMCHS). Estos materiales difieren entre sí por su procedencia geológica y la dureza de sus partículas. Se realizaron 6 ensayos de corte simple monótono en estado seco junto con granulometrías post ensayo para cada material. El tamaño de partículas utilizado es de 2,00 a 4,76 mm, clasificando al suelo como arena pobremente graduada con partículas angulosas. Los ensayos se realizaron a densidades relativas de 0 y 100% y cargas verticales de 1, 3 y 7 kg/cm2. A pesar de utilizar esfuerzos verticales de baja magnitud se observó una cantidad importante de rotura de partículas. Esto se produjo debido a que el material está conformado por partículas angulares no meteorizadas, con una granulometría uniforme, además de la gran deformación alcanzada durante el ensayo de corte simple. En general, el material posee un comportamiento elasto-plástico con endurecimiento sin un ángulo de fricción peak notorio junto con una disminución del ángulo de fricción asociada al aumento del confinamiento. Además, se observa una dependencia del comportamiento volumétrico con respecto a la densidad relativa; la cual no generó mayor influencia en la resistencia del material. El comportamiento de una arena de tronadura de túnel difiere del observado en una arena natural cuyas partículas sí sufrieron un proceso de transporte y desgaste. Al momento de caracterizar geotécnicamente estos suelos se deben tratar como materiales diferentes.

El objetivo principal del presente proyecto es hallar un modelo del alcance de las ondas vibratorias, producto de una voladura, para un terreno determinado, mediante datos reales obtenidos de los diferentes ensayos realizados. De la misma manera, se complementará realizando una comparación entre los cálculos efectuados con la data real y los resultados teóricos. / Tesis

Ingeniero Civil de Minas / El presente estudio plantea el desarrollo de una metodología de diseño y planificación de tronadura controlada, para administrar y controlar riesgos geotécnicos durante la construcción de taludes, teniendo como principal foco de atención el control del daño a escala de banco. La metodología propuesta se soporta en dos pasos: el primer paso consistió en una investigación exhaustiva de factores claves de diseño de tronadura (clasificación del macizo rocoso, distribución de tamaño de bloque in-situ, factor de carga, vibraciones, fragmentación, diseño de tronadura controlada, mecanismo de fragmentación del macizo rocoso y concepción de daño); el segundo paso consistió en una revisión de casos de estudio (caso base), considerando 3 faenas mineras con datos de: modelos geotécnicos, clasificación del macizo rocoso, flujograma de actividades de perforación y tronadura y resultados de tronaduras ejecutados. De la revisión de los casos de estudio se tiene el siguiente diagnóstico, que sirve como base para el desarrollo de la metodología: a) Los resultados de tronadura, se sustentan fuertemente en la metodología de prueba y error. b) No existe una incorporación detallada de la información del modelo geotécnico en la cadena de procesos de perforación y tronadura. c) Existen deficiencias en la definición y funcionamiento de los sistemas QA/QC durante la implementación de diseños de perforación y tronadura. d) Escaza coordinación entre las áreas involucradas en la implementación de los diseños de tronadura controlada. e) No son ampliamente utilizadas metodologías que permitan correlacionar el daño en la pared del talud con los diseños de tronadura. Dado el diagnóstico obtenido, se propone una metodología de planificación y diseño de tronadura controlada, la cual busca dar solución a los problemas planteados anteriormente. Esta metodología se divide en 5 pasos: 1) Clasificación del macizo rocoso para tronadura. 2) Zonificación de la mina según unidades geotécnicas para tronadura. 3) Diseño base de malla de perforación por unidad geotécnica de tronadura. 4) Planificación de tronadura controlada. 5) Implementación de diseños de perforación y tronadura (QA/QC y evaluación de resultados). La metodología propuesta cumple con los 5 puntos planteados en el diagnóstico. Se recomienda en gran medida depurar cada uno de los pasos planteados, ajustar los índices de tronabilidad para las condiciones de cada faena, establecer una estrategia para lograr coordinar las áreas involucradas con un lenguaje común y diseñar en base al factor de potencia recomendado.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La minería del caving constituye un gran número de procesos, dentro de los cuales se encuentran los relacionados a las tareas de corte basal o socavación, es decir, generar una excavación suficiente para inducir el hundimiento del sistema. Por su parte las tronaduras de batea producen cambios en las condiciones del macizo rocoso similares a las de hundimiento, debido a la eliminación directa en fases de material rocoso. La etapa siguiente se basa en la extracción del material fragmentado contenido en las bateas para mantener los planes de producción en un periodo de tiempo dado. El ciclo anterior puede verse interrumpido ya sea por problemas: técnico-mineros, económicos, geomecánicos y/o sísmicos. El impacto que generan los incidentes relacionados con la sismicidad inducida por la minería, no sólo tienen una arista económica por pérdida de la capacidad productiva sino también sobre los recursos humanos expuestos a fenómenos de eventos de gran magnitud y estallidos de roca. El entendimiento de los fenómenos sísmicos debido a la actividad minera en procesos de caving, es limitado por la complejidad de los problemas que se suscitan. Se ha observado que las tronaduras de incorporación de área en mina El Teniente, pueden aumentar el peligro sísmico y junto con esto interrumpir la capacidad productiva del ciclo minero. El objetivo de este estudio se basa en la comprensión y caracterización de las tronaduras de incorporación de área y su relación con los mecanismos mediante los cuales se genera sismicidad inducida a partir de estas. Para caracteriza la sismicidad generada por los diversos tipos de tronaduras de incorporación de área se usan formulismos ampliamente utilizados en el análisis de la sismicidad tectónica, como la ley de Gutenberg-Richter y la ley de Omori modificada. Adicionalmente, para el reconocimiento y clasificación de tronaduras con respecto a eventos sísmicos se utiliza modelamiento estadístico mediante regresión logística a partir de los parámetros sísmicos registrados por el sistema de monitoreo sísmico. Los resultados obtenidos indican que la sismicidad inducida por tronaduras de incorporación de área, se debe principalmente a cambios en los esfuerzos en el sistema debido a los cambios geométricos por la excavación realizada. Las tronaduras de socavación tienen un comportamiento sísmico distinto a las de tronaduras de batea. Ambos tipos de tronaduras generan agrupamiento de sismicidad en espacio y tiempo, con magnitudes altas, en un sector cercano a éstas. En un espacio y tiempo de 200 m y 24 hrs el 100% de los eventos de magnitud relevante (momento magnitud mayor a 0,7) se encuentran a menos de 180 m y 2,5 hrs desde el origen para el caso de tronaduras de incorporación de área, mientras que se encuentran a menos de 150 m y 2,5 hrs desde el origen para el caso de tronaduras de socavación. Los parámetros sísmicos permiten clasificar con alta exactitud y eficiencia si el tipo de registro corresponde a una tronadura o a un evento sísmico. De esta forma, es posible disminuir el error asociado en la clasificación de eventos sísmicos que en realidad son tronaduras en mina RENO.

Ingeniero Civil de Minas / 21/06/2023

Ingeniera Civil Electricista / El aumento de la inversión extranjera en la industria minera chilena ha generado la necesidad de mejorar los procesos de extracción y tratamiento del mineral, así como de implementar políticas de disminución en sus costos asociados. Inicialmente, dichas políticas se centraron en disminuir los costos en el proceso de tronadura, apuntando mayormente al desarrollo de métodos que permitan conseguir una roca más fragmentada, y por ende, un menor gasto de recursos en el resto del proceso de obtención de mineral. En este sentido, los dispositivos I-Kon, una línea de detonadores electrónicos programables, permiten una asignación de tiempo de detonación para obtener una tronadura mucho más precisa. Debido a la gran cantidad de fallas que se presentan en el proceso de detonación controlado con I-Kon, surge la necesidad de un estudio sobre este proceso. El presente trabajo de título tiene la finalidad de realizar un estudio FMECA (Fault Mode, Effects and Criticality Analysis) para el proceso de detonación impuesto por Orica Chile S.A y controlado por los dispositivos I-Kon en la división Orica Mining Services. Este estudio se realiza en dos de las muchas mineras a las que la empresa presta servicios: Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi y Compañía Minera Spence. Para la realización de este estudio se analiza detalladamente el proceso de detonación, identificando los posibles modos de falla, sus causas, nivel de impacto en la operación y sus efectos. Además se lleva a cabo una serie de encuestas a los operadores de los equipos I-Kon, para así obtener información sobre la frecuencia y criticidad de estas fallas. Con estos datos realizan una serie de gráficos que relacionan las fallas provocadas por algún tipo de causa con su criticidad y frecuencia. Como resultado de este estudio se determinan las causas de las fallas más importantes del proceso de detonación, donde cuatro de las seis causas más significativas se asocian directamente a descuidos de los operadores en las distintas etapas del proceso. Para cada causa se sugieren medidas preventivas para evitar la aparición de fallas y en consecuencia, evitar los atrasos que éstas implican para la producción. Se sugiere también, como trabajo futuro, una mejora en los procedimientos de prevención para fallas causadas por problemas de interferencia, las cuales con un estudio más detallado de la correlación entre el campo electromagnético, la humedad del medio y la conductividad del mineral, podrían resultar en nuevas medidas de programación de tronaduras.

Ingeniero Civil de Minas / El aumento de talud global en las excavaciones a cielo abierto es un ejercicio que ha cobrado importancia las últimas décadas y hoy en día, con los adelantos en equipamiento de monitoreo y fortificaciones, surge como una alternativa viable. Las principales causas que impiden incrementar los ángulos de taludes son el daño que produce la tronadura en el macizo rocoso y la relajación de tensiones provocada por la excavación. Ambos fenómenos disminuyen la resistencia del macizo rocoso. Según H&B (Hoek et al, 2002) la extensión de este daño alcanza hasta dos veces la altura de banco, lo que representa una distancia importante para la estabilidad de taludes. Uno de los objetivos de esta memoria es buscar alternativas de tronadura que disminuyan la extensión de este daño. Sin embargo, la tronadura no es el único aspecto que afecta la estabilidad de un talud. Las estructuras presentes en el macizo rocoso intersectadas por el talud pueden formar cuñas las cuales pueden deslizar y esto puede ser una limitación para empinar el talud. Al estudiar estas diferentes causas, conjuntamente se revisa el amplio espectro de fortificaciones y equipos de monitoreo que permiten controlar y asegurar los taludes. Una vez logrado el objetivo de levantar los taludes, es necesario conocer las implicancias del ejercicio. Se realiza una revisión a los cambios de inversiones, de costos de operación, posibles interferencias operacionales, etc.; lo que permite dar una visión completa de lo que significa realiza un cambio de esta envergadura en una de las operaciones unitarias de la mina. Finalmente, el aumento de ángulos de talud nos entrega un 4,6% menos de costos de carguío y transporte en los primeros 3 años. A lo largo de la vida de mina la reducción de movimiento de lastre nos permite obtener ahorro de 4,47 [MUS$] en costos de transporte y 0,32 [MUS$] en carguío, con un aumento de 0,85 [MUS$] para los costos de perforación y 0,5 [MUS$] en costos de tronadura, obteniendo un ahorro total para el primer diseño de 4,78 [MUS$] al considerar el resto de los ítems mencionados en capítulos anteriores. Para el diseño optimizado en 5°, el ahorro conseguido en los primeros 3 años de costos de carguío y transporte llegan a un 7,4%. Esto se traduce en un ahorro a lo largo de la vida de la mina de 8,16 [MUS$] en costos de carguío y 0,58 [MUS$] en carguío, con un aumento de 0,75 [MUS$] en costos de perforación y 0,2 [MUS$] en costos de tronadura. El ahorro total para este diseño asciende a 10,24 [MUS$].

El presente estudio demuestra la reducción de la dilución del carbón sobre la mena de oro mediante la aplicación de la técnica Voladura Bajo Manto en un yacimiento epitermal de oro en donde afloran mantos de carbón. Esta mina a cielo abierto se encuentra ubicada en la zona norte del país, en la región de Alto Chicama en el departamento de La Libertad. En la operación, se observó un alto nivel de dilución durante la extracción, y se prestó atención en especial al proceso de voladura. La dilución siempre ha representado un problema para las empresas mineras puesto que el incremento de este valor conlleva a pérdidas económicas para ellas. Es por esto que el control y la reducción del valor de la dilución requieren una constante mejora de los estándares operativos. El proceso de voladura representa una etapa importante durante la extracción. La fragmentación y la disposición de la pila post-voladura repercuten de manera significativa en el transporte del material y del chancado. En función al escenario geológico de la mina, se observó la oportunidad de implementar la metodología Voladura Bajo Manto (Trough- Seam Blasting). Esta técnica es empleada en minería de carbón con el fin de no impactar los mantos y poder extraerlos lo más intacto posible y maximizar el beneficio. En este estudio, se realizó una Línea Base con información histórica de las voladuras en la mina y luego, se realizaron 3 Voladuras Bajo Manto. Para ambos casos, se procedió a calcular la dilución mediante un balance de masa y se procedió a compararlos; así mismo se determinaron los valores de P80 con el fin de comparar el impacto de esta técnica sobre los resultados de fragmentación. Además, se realizó un análisis de las diferencias en el diseño de carguío, los tiempos de programación y la secuencia de voladura entre una Convencional y una Bajo Manto. Finalmente se presenta un análisis económico del beneficio que conllevaría implementar esta técnica en todas las zonas donde se presente la asociación de material con carbón y la mena de oro. / Tesis

El presente proyecto de fin de carrera describe y analiza el estudio integral del efecto de las vibraciones producidas por voladuras superficiales realizadas en el proyecto del “Tercer Juego de Esclusas” ejecutado para la Expansión del Canal de Panamá. Se recopilan un total de 53 registros, data generada por el monitoreo de 7 sismógrafos en 10 voladuras de producción realizadas en el año 2010. El fenómeno vibratorio tiene dos parámetros fundamentales, la velocidad picopartícula (PPV) y la frecuencia dominante, los cuales caracterizan cuan dañino puede ser éste frente a su influencia sobre las estructuras civiles; por ello, se pretende caracterizarlas y fundamentalmente predecirlas, lo que permitirá su debido control. En función a lo expuesto, el estudio realizado consta de dos partes, la primera describe el comportamiento del terreno mediante la estimación de la ley de atenuación de la velocidad pico-partícula a través del uso de la regresión lineal por mínimos cuadrados; la segunda detalla un procedimiento validable para la predicción de la frecuencia dominante y del pseudo-espectro de respuesta de velocidad (PVRS) basada en la teoría de Newmark & Hall. Se ha obtenido: (i) la ley de atenuación del terreno para distintos grados de fiabilidad, (ii) herramientas de diseño de voladuras basadas en la relación de carga – distancia, (iii) la demostración que los valores de PPV se ajustan a una distribución log-normal, (iv) el mapa de isolíneas de PPV para el área de estudio, (v) una técnica detallada y válida para la predicción de la frecuencia dominante y del espectro de respuesta, (vi) formulaciones matemáticas de los factores de amplificación para el desplazamiento, velocidad y aceleración, (vii) mapa de isolíneas de amplificación para el área de estudio. A partir de los resultados obtenidos se proporciona información útil para su uso en el diseño y control de las voladuras posteriores del proyecto. / This project work describes and analyzes the comprehensive study of the effect of the vibrations produced by surface blasting carried out in the "Third Set of Locks" project executed for the expansion of the Panama Canal. A total of 53 records were collected, with the data generated by the monitoring of 7 seismographs in 10 production blasts carried out in 2010. The vibratory phenomenon has two fundamental parameters, the peak-particle velocity (PPV) and the dominant frequency, which characterize how damaging this can be compared to their influence on structures, which is why this is intended to characterize and predict fundamentally, that which allows proper control. Based on the above, the study consists of two parts; the first describes the behavior of the terrain by estimating the attenuation law for peak-particle velocity by using the ordinary least squares regression analysis, the second details a validable procedure for the prediction of the dominant frequency and pseudo-velocity response spectrum (PVRS) based on the theory of Newmark & Hall. The following have been obtained: (i) the attenuation law of the terrain for different degrees of reliability, (ii) blast design tools based on charge-distance ratio, (iii) the demonstration that the values of PPV conform to a log-normal distribution, (iv) the map of isolines of PPV for the area of study (v) detailed and valid technique for predicting the dominant frequency response spectrum, (vi) mathematical formulations of the amplification factors for displacement, velocity and acceleration, (vii) amplification of isolines map for the study area. From the results obtained, the study provides useful information for use in the design and control of blasting for subsequent projects. / Tesis