La presente tesis se basa en una propuesta de reducción de costos unitarios de perforación y voladura mediante la implementación de un equipo de perforación Mini-jumbo Muki FF en labores subterráneas (galería y crucero) de una mina modelo, que denominaremos San Andrés, en la cual evaluaremos rendimientos de perforación de una máquina perforadora manual (Jackleg) y de un equipo mecanizado (Mini-jumbo Muki) con el fin de realizar un análisis comparativo de estos dos equipos. Se evaluarán los precios unitarios actuales y demás rendimientos que influyen en los costos de perforación y voladura. La perforación de una labor lineal se viene realizando con una máquina perforadora Jackleg, la cual presenta deficiencias no sólo en su bajo rendimiento horario sino también en sus altos costos unitarios de perforación y voladura, por lo que este estudio busca una propuesta de implementación de un equipo mecanizado para reducir dichos costos. Para alcanzar estos propósitos se realizará un trabajo de campo para lo toma de tiempos en dos escenarios, el primer escenario será la perforación con una máquina perforadora (Jackleg) y otro en un escenario con un equipo mecanizado (Mini-jumbo). El estudio de tiempos nos proporcionara rendimientos, velocidades de perforación, tiempos de perforación por taladro y longitudes efectivas de perforación y voladura. Todos estos datos nos ayudarán a calcular costos de aceros de perforación, costos de perforación (costo por pie perforado), costo horario del Mini-jumbo y costos de avances por metro lineal, con la finalidad de realizar una comparación entre estos dos equipos y analizar si es rentable económicamente, sin obviar la parte de seguridad y salud del trabajador. Además, se realizará un análisis de voladura, en el cual se hará una propuesta de malla de perforación con el fin de reducir el costo de consumo de explosivos. Finalmente se tendrán conclusiones y recomendaciones de los análisis que se realizarán para demostrar nuestra hipótesis.

El presente proyecto tiene como objetivo la evaluación de los diferentes modelos de predicción para la fragmentación aplicados a voladuras pertenecientes al Canal de Panamá, buscando saber cuál es la sensibilidad de usar cada modelo independientemente para poder, después de ello, compararlos entre todos y por medio de análisis digital de imágenes. Si bien el proyecto está basado en el movimiento de tierras en obra civil, este también se puede realizar para el caso de la minería, pero con un mayor cuidado, considerando los parámetros más importantes (geometría, geomecánica, explosivos).

Dentro del ciclo de minado las operaciones unitarias de perforación y voladura son las que tienen mayor incidencia en el costo y la eficiencia de las siguientes operaciones y por consiguiente en el éxito del ciclo de minado. El alumno realizará un diagnóstico de la Mina Huarón describiendo los procesos unitarios de perforación y voladura que se realizan para las labores de exploración, labores de preparación y desarrollo y de explotación, con la finalidad de identificar los diversos factores que influyen en la realización de un trabajo eficiente. Seguidamente realizará una investigación bibliográfica sobre los principios y fundamentos de la calidad en diversos aspectos que incluyan definiciones de calidad y discalidad, control de calidad, gestión de costos relativos a la calidad, para luego aplicar estos conceptos en la identificación de los relativos a la calidad mediante estudios de tiempos y movimientos y un análisis operacional de los procesos. Con la información obtenida del alumno formulará estrategias para disminuir los costos proponiendo mejoras en los procedimientos de trabajo para las operaciones de perforación y voladura. Finalmente, de manera general se propondrá la implementación de estas estrategias identificando las prioridades, recursos, presupuesto y control, que tengan como finalidad obtener una operación con un alto nivel de calidad y rentabilidad.

El proyecto trata acerca de la solución de un problema suscitado en Minera Yanacocha (primeros meses del año 2011), específicamente en el throghput de la Chancadora Primaria de la Planta Gold Mill (reducción de 800 a 720 tph). Para llegar a la solución del problema se analizaron todos los procesos operativos de la mina que intervienen en la obtención del material fragmentado a la Chancadora Primaria de la Planta Gold Mill, a fin de determinar las posibles causas básicas del problema. Revisando bibliografía existente, acerca de problemas similares en otras mineras, se pudo observar que una de las causas recurrentes es la fragmentación del material volado (específicamente por temas de perforación y voladura), así que se tuvo un especial cuidado en el análisis de este proceso. En el análisis del proceso operativo se pudo determinar que la roca existe en el Tajo El Tapado (donde provenía el 80% de material para Gold Mill) era de una roca tipo sílice masiva de alta dureza (UCS mayor a 150 Mpa) y que el P80 obtenido era de 14.6 cm. (lo cual para un proceso de lixiviación no representa mayor problema, sin embargo si afecta el throughput de la Chancadora Primaria). Se trabajó en la mejora de la fragmentación del material volado aplicando teorías de voladura en incremento del Powder Factor, Selección de tiempos de detonación y Relación de Impedancia (Roca vs Explosivo). La aplicación de estas teorías permitió la mejora del P80 a 6.5 cm., con lo cual el throughput tuvo una mejora a 841 tph (sostenible), lográndose las mejoras en la Chancadora Primaria de la Planta Gold Mill.

Este trabajo de tesis ofrece un resumen y perspectiva de las actividades que se desarrollan actualmente sobre el tema de simulación de fragmentación de roca por voladura bajo un enfoque sistémico e intenta repasar algunos alcances técnicos en cuanto al proceso de optimización de la voladura vía modelos de simulación de fragmentación y su influencia en la rentabilidad de la operación global (mina y molienda). Evaluando el papel que juega la distribución de la fragmentación de la roca por voladura en el desempeño eficiente del carguío, transporte, chancado y molienda con un énfasis en el uso adecuado de la energía, es decir de usar energía donde es mas eficiente (voladura), y conservarlo donde es menos (chancado). El enfoque sistémico esta referido al estudio o evaluación de un sistema (proceso) en su totalidad como conjunto. Enfoque holístico. Para realizar las evaluaciones se desarrollo primero bajo un enfoque sistémico un modelo de simulación de aproximación global al arranque (mina; perforación, voladura, carguio y transporte) y del procesado del mineral (chancado y/o molienda), que compara en base a los datos actuales, diferentes configuraciones de diseños de los sub-procesos e identifica los indicadores de rendimiento claves (KPI’s) como guías para la optimización del proceso de voladura, y con ello determinar la solución optima de reducción del tamaño de roca y distribución granulométrica que complementada a un segundo modelo de análisis económico financiero permita encontrar la mayor rentabilidad global de la operación mina-molienda, es decir el máximo valor por roca volada. El primer modelo evalúa la influencia de la fragmentación de la roca en los costos unitarios, implementando; para el análisis de fragmentación los modelos desarrollados por JKMRC (TCM y CZM), el modelo de Kuz Ram extendido con la función Swebrec y Rosin Rammler, corregidos en los parámetros de diseño de voladura y calibrados en la distribución de la fragmentación mediante el análisis digital de imágenes, y para el análisis de costos se implemento el modelo de conminución Bond que utiliza de entrada las distribuciones de fragmentación. El segundo modelo económico financiero que se enfoca básicamente en el 20% de las causas que generan el 80% de los costos de operación, usando el VAN y TIR como indicadores de rentabilidad para diferentes escenarios de distribución de fragmentación, evaluados del primer modelo (diferentes costos), determinando la rentabilidad optima de la operación.

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.

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.

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.

El presente estudio busca demostrar la factibilidad del uso de emulsión a granel en minería subterránea a través de los beneficios obtenidos mediante el desarrollo de pruebas en la Unidad Minera Dacar, minera polimetálica en etapa de preparación ubicada en el distrito de Huachocolpa en la ciudad de Huancavelica a 4680 m.s.n.m., con el producto Emultex PDBG, emulsión especialmente recomendada para perforaciones horizontales y perforaciones descendentes de hasta 15 metros de profundidad. Basado en los antecedentes, características, y performance de la emulsión a granel, se obtiene beneficios técnicos, económicos, operativos y en gestión de seguridad que en comparación con el uso de ANFO como columna de carga suman valor a la operación, lo cual será demostrado en la presente investigación. Con este propósito, se desarrolló las pruebas de carguío con emulsión a granel Emultex PDBG en voladuras de desarrollo horizontal cuyos resultados serán comparados con una línea base levantada en campo, en la cual se utilizaba como columna de carga explosiva al ANFO. Los parámetros que sirvieron para comparar el performance de ambos productos fueron el tiempo de carguío, eficiencia de disparo, factor de carga equivalente en ANFO, sobrerotura, análisis de fragmentación y monitoreo de gases post voladura. Tras realizar las pruebas con emulsión a granel Emultex PDBG, se hizó el análisis comparativo correspondiente y se demostró la factibilidad del uso de emulsión a granel a través de los beneficios generados en temas económicos, operativos y de seguridad. Tal fue el impacto generado por los beneficios obtenidos que la Unidad Minera Dacar decidió realizar la implementación de carguío con emulsión a granel Emultex PBDG en el 100% de voladuras en desarrollo horizontal.

La presente tesis conta en desarrollar las bondades de los detonadores electrónicos para minería subterránea de vetas angostas, el caso de estudio se realizó en la U.M. Pan American Silver Huarón S.A. Los detonadores electrónicos tienen como objetivo principal segregar el mineral y el desmonte con una sola voladura, lo que anteriormente se conocía como método de circado. Esta segregación mineral/desmonte genera una ley de plata menos diluía de gran valor (gr/Tn) a comparación de los detonadores pirotécnicos. Asimismo, según los aspectos técnicos las pruebas indican que los detonadores electrónicos tienen mayor eficiencia de avance 93% y una menor sobre rotura 7%. Los detonadores electrónicos al ser totalmente programables, se configuran los retardos de cada detonador con la finalidad de generar la segregación, se debe realizar una nueva malla de perforación con la característica principal de realizar el arranque en la estructura del desmonte ya que deseamos que la mayor cantidad de explosivo y energía salga en un primer tiempo a una longitud de 20 metros mientras que la estructura de mineral salga en un segundo tiempo a la longitud de 5 metros. Los beneficios económicos son considerables, los detonadores electrónicos se configuran en una malla de perforación de 28 taladros generando un costo de explosivo de US$ 181.33 mientras que los detonadores pirotécnicos se configuran en una malla de perforación de 30 taladros generando un costo de explosivo de US$ 191.78. Asimismo, el costo unitario de cada detonador electrónico es de US$ 11.50, a contraste del pirotécnico que cuesta US$ 1.40. Si bien encarece el costo del producto el beneficio de la segregación genera una mejor ley de plata, tal como se muestra el siguiente cuadro: Electrónico Pirotécnico Variación Ley Ag (gr/Ton) 190.06 112.75 77.31 VPT (US$/Ton) 137.19 81.39 55.80 Utilidad por disparo (US$) 20,469 9,628 10,841 Utilizad mensual (US$) 3,634,030 1,882,141 1,751,889 Se comprueba la ventaja económica y operacional del uso de los detonadores electrónicos; además, aporta a las mejores prácticas de seguridad de las operaciones mineras subterráneas ya que se ha realizado un análisis de sismicidad y afectación de las cajas para ambos tipos de detonadores y se llega al resultado que con los detonadores electrónicos se reduce en 30% las vibraciones en las cajas.