Estimación de presiones dinámicas inducidas por voladura para definir distancias críticas para detonadores electrónicos Daveytronic en Tajo la Quinua Yanacocha

Abstract

RESUMEN Las voladuras electrónicas por su mayor precisión, abarcan en la actualidad prácticamente la totalidad de la Gran Minería. Los detonadores electrónicos tienen varias protecciones en contra de efectos externos tal como la presión dinámica. Específicamente el detonador electrónico Daveytronic cuenta con una resina que recubre el módulo electrónico, una cápsula de cobre y una protección del fusehead que permiten calificarlo como el detonador con la resistencia ante presión dinámica más alta en el mercado. Sin embargo, si las condiciones exceden los valores de resistencia establecidos siempre existe una posibilidad de falla. La tasa de eventos por presión dinámica, debido a un diseño y/o implementación deficientes, a nivel de Latinoamérica en los años 2014 - 2015 hasta la fecha es de 1.7 ppm. El 05 de agosto del 2015 se halló una prima armada en el Tajo La Quinua - Tapado Oeste nivel 3252, razón por la cual Davey Bickford inició la ejecución de una serie de medidas correctivas y preventivas derivadas de la investigación llevada a cabo por el hallazgo de un booster no iniciado sobre el material volado, el cual contenía dos detonadores (uno electrónico y otro no eléctrico) con un daño físico evidente. Durante la investigación del evento, se apuntó a la presión dinámica como potencial causa del suceso; sin embargo no se contó con la información de implementación suficiente para confirmar o desechar dicha hipótesis. El presente trabajo de investigación busca definir distancias críticas entre taladros para distintos escenarios, en base a la resistencia de las cápsulas de aluminio y cobre, diámetro de taladro, longitud de carga y densidad del explosivo, que eviten la falla mecánica de los detonadores Daveytronic debido a presiones dinámicas. Para ello, se realizaron dos pruebas experimentales en el Tajo La Quinua nivel 3228 el día viernes 06 de octubre de 2015. Se perforaron 2 mallas en forma de “L” de 7 taladros cada una con un burden de 14 m y un espaciamiento entre taladros de 3.5 m. Los taladros fueron cargados con Explosivo Quantex 73 con densidad de 1.15 g/cc, a excepción de dos de ellos, en los que fueron instalados geófonos triaxiales para el registro de las pruebas. La información obtenida en campo fue usada en la ecuación de Holmberg & Persson (1979), para la predicción de vibración en el campo cercano. La incorporación de los datos registrados por los geófonos y los valores de PPV (Velocidad Pico Partícula) obtenidos por H&P, permitieron hallar un modelo predictivo de vibraciones al 90% de confiabilidad, la ecuación resultante permitió hallar el valor de k = 1271.4, α = 0.6855 y β = 1.371 (propiedades intrínsecas de la roca). Las distancias críticas de diseño en las cuales se podría obtener el efecto de presión dinámica se obtuvieron contraponiendo los resultados de las simulaciones realizadas con el software JKSimblast y la información de la presión máxima permitida por los detonadores Daveytronic para los materiales de aluminio y cobre. Los resultados obtenidos mostraron que la posibilidad de estar en presenci a del efecto de presión dinámica y que este efecto produzca algún tipo de deformación y/o falla en la capsula de los detonadores, está en directa relación con el diseño de carguío y la implementación

de los diseños. Para el caso de taladros con diámetro 10 5/8’’ (diámetro utilizado en tajo La Quinua para producción), se obtuvo una distancia crítica mínima de 4 metros entre taladros para una carga explosiva (Quantex) de 8 metros a una densidad de 1.1 g/cc. Los resultados obtenidos solo son representativos del sector fondo del tajo Tapado Oeste y es recomendable realizar un nuevo estudio de medición de vibraciones en el caso de querer determinar posibles efectos de presión dinámica en algún otro sector de la mina.

ABSTRACT The electronic blasting for its better precision, nowadays practically covers the whole of the Great Mining. Electronic detonators have several protections against external effects such as the dynamic pressure. Specifically the electronic detonator Daveytronic has a resin that cover the electronic module, a copper capsule and a fusehead shield allow it to be rated as the detonator with the highest dynamic pressure resistance on the market. However, whether conditions exceed established resistance values there is always a possibility of failure. The rate of dynamic pressure events, due to a not well design and / or implementation, in Latin America in the years 2014 - 2015 to date is 1.7 ppm. On August 5, 2015, a primer was found in the pit La Quinua - Tapado Oeste, level 3252, which is why Davey Bickford initiated the execution of a series of corrective and preventive measures derived from the investigation carried out by the finding of a booster not started on the material flown, which contained two detonat ors (one electronic and another non-electric) with an obvious physical damage. During the investigation of the event, the dynamic pressure was pointed as a potential cause of the event; however, the information of implementation was not eunogh to confirm or discard this hypothesis. This research aims to define critical distances among blastholes for different scenarios, based on the strength of the aluminum and copper capsules, blasthole diameter, load length and density of the explosive, to avoid the mechanical failure of Daveytronic detonators due to to dynamic pressures. To do this, two experimental tests were carried out at the pit La Quinua level 3228 on Friday, October 06, 2015. Two "L" shaped drill patterns of 7 blastholes each one were drilled, with a burden of 14 m and a spacing between blastholes of 3.5 m. The blastholes were loaded with Explosive Quantex 73 with density of 1.15 g / cc, except for two of them, in which triaxial geophones were installed to record the tests. The information obtained in the blast area was used in the equation of Holmberg & Persson (1979), for the prediction of vibration in the near blast area. The incorporation of the data recorded by the geophones and the values of PPV (Pick Particle Velocity) obtained by H & P, allowed to find a predictive model of vibrations to 90% of reliability, the resulting equation allowed to find the value of k = 1271.4, α = 0.6855 and β = 1.371 (intrinsic rock properties). The critical design distances in which the dynamic pressure effect could be obtained were obtained by contrasting the results of the simulations performed with the JKSimblast software and the maximum pressure information allowed by Daveytronic detonators of aluminum and copper. The results showed that the possibility of being in the presence of the effect of dynamic pressure and that this effect produces some type of deformation and/or failure in the capsule of the detonators, is in direct relation with the design of load and the implementation of designs. For the case of blastholes with diameter 10 5/8" (diameter used in the pit La Quinua for production), we got a minimum critical

distance of 4 meters among holes for an explosive load (Quantex) of 8 meters at a density of 1.1 g/ cc. The results obtained are only representative of the bottom sector of the Tapado West pit and it is advisable to carry out a new study of vibration measurement in case of wanting to determine possible effects of dynamic pressure in some other sector of the mine.