Optimización de Voladuras Mineras: Aplicación del Modelo Kuz-Ram para Eficiencia y Reducción de Costos

Introducción al Modelo Kuz-Ram en Voladuras Mineras

El modelo Kuz-Ram es una herramienta empírica fundamental para predecir la fragmentación de la roca en operaciones de voladura. Su aplicación considera el tipo de roca, la geología específica del terreno, las características del explosivo utilizado y el patrón de la explosión diseñado.

La principal fortaleza de este modelo reside en su simplicidad, ya que los valores de entrada son fáciles de obtener y calcular. Además, permite una vinculación directa entre los parámetros de diseño de la explosión y la fragmentación resultante de la roca, lo que es crucial para la optimización de los procesos de perforación y tronadura (PyT).

El modelo también proporciona un índice de uniformidad que caracteriza la carga explosiva, su tipo y las dimensiones del patrón de explosión. Esto facilita la predicción de la distribución y el tamaño característico de la fragmentación, especialmente en relación con la distribución de Rosin-Rammler.

Ecuaciones Fundamentales del Modelo Kuz-Ram

El modelo de Kuz-Ram se basa en tres ecuaciones fundamentales que permiten su aplicación práctica:

• Ecuación de uniformidad.
• Ecuación de Kuznetsov.
• Ecuación de Rosin-Rammler.

Comparativa de Bloques de Voladura: A, B y C

En el diseño de voladuras, es común diferenciar entre distintos bloques de material, como los bloques A, B y C, debido a variaciones en sus propiedades y objetivos de procesamiento.

Diferencias Operacionales y de Diseño

• El burden de cada bloque en el mineral será diferente, ajustándose a los parámetros P1 y P2.
• Existen diferencias significativas en los valores de espaciamiento entre los bloques A y B en el mineral.
• Las alturas de los bancos varían para cada propuesta, tanto en material estéril como en mineral.

Impacto en Costos y Eficiencia

Las diferencias operacionales y de diseño tienen un impacto directo en los costos:

• Los costos totales por hoyo son diferentes en cada bloque.
• Los costos por explosión, iniciación y perforación por BCM (metros cúbicos volados) también difieren.
• El factor de potencia (Powder Factor, PF) experimentó una disminución en los bloques A, B y C. El bloque A mostró la menor disminución, mientras que el bloque C presentó la mayor.

Ahorro de Costos y Volumen de Roca Volada

La optimización de las voladuras se traduce en ahorros significativos:

• El mayor ahorro en costos versus volumen de roca volada se observó en el bloque C, con aproximadamente $17,000 en mineral y $20,000 en estéril.
• Le sigue el bloque A, con $14,000 en mineral y $9,000 en estéril.
• Finalmente, el bloque B, con $4,000 en mineral y $19,000 en estéril.

Es importante destacar que todos estos bloques lograron volúmenes superiores a los 15,000 BCM de roca volada.

Evaluación Diferenciada de Material Estéril y Mineral

La evaluación del material estéril y el mineral se realiza de manera diferente debido a su destino final:

• El material estéril se envía directamente a botadero.
• El mineral se transporta a la planta para ser procesado y extraer los elementos de valor.

Desafíos y Objetivos en la Tronadura

Una mala tronadura puede tener consecuencias económicas significativas, llegando a representar hasta el 15% de los costos totales de operación. Por ello, la búsqueda de métodos más eficientes es constante.

Búsqueda de Eficiencia y Productividad

El objetivo principal es mejorar la productividad, manteniendo al mismo tiempo la fragmentación deseada y un control óptimo de la pared del banco.

Componentes de Costos en Voladuras

• Costos de perforación: Generalmente asociados a la operación interna de la mina.
• Costos de tronadura: Frecuentemente asociados a empresas externas, como fabricantes de explosivos.
• Parámetros clave que influyen en los costos:
  • Kilogramos de carga por pozo.
  • Factor de Carga (FC).
  • Tamaño de fragmentación.
  • BCM (metros cúbicos volados) por pozo.
  • Costos de explosivo y perforación de pozos.
  • Tamaño de columna, volumen y masa del explosivo.

Objetivos Estratégicos de la Optimización de Voladuras

La optimización de las voladuras busca lograr los siguientes resultados:

• Reducción de costos operativos.
• Aumento de la productividad general.
• Disminución del Factor de Carga (FC).
• Aumento del BCM (metros cúbicos volados) por pozo.
• Optimización del costo por pozo.
• Lograr un costo total por BCM menor.
• Asegurar que el tamaño medio de fragmentación cumpla con los valores propuestos, siempre buscando una mejora respecto a la situación actual.