Collar Keeper: la solución perfecta para proteger la integridad de los barrenos a la hora de aplicar la técnica del pre-acondicionamiento de roca

Es muy habitual el error de recurrir a diámetros más grandes de barreno cuando hay un problema de fragmentación gruesa. La falsa correspondencia entre un mayor factor de energía (kj/t) y mayor fragmentación se produce al no comprender que son 3 los factores determinantes para producir fracturas en un macizo rocoso:

• Factor de Energía (kj/t)
• Distribución de Energía (% de altura de banco y en planta)
• Confinamiento de la Energía explosiva (medido en diámetros de carga)

Muchos estudios de factibilidad en minería a cielo abierto consideran grandes diámetros de perforación para reducir el número de perforadoras necesarias para la producción. Esto abarata los costes operativos de perforación y voladura, los cuales no suelen integrarse en un estudio completo de producción minera (coste de perforación y voladura, fragmentación esperable y efecto en costes totales de producción – filosofía mine-to-mill-).

En los diseños de polígonos de voladura, es muy importante tener en cuenta este efecto a la hora de elaborar un plan maestro de voladura para cada nivel de la mina. Los emboquilles (o collares) de los barrenos deben estar al menos 1 m separados de los fondos de barreno del nivel anterior. De hecho, algunas legislaciones prohíben expresamente perforar a menos distancia para evitar detonaciones accidentales de barrenos fallidos (o TQ) al perforar sobre boosters no detonados.

Independientemente de que se elaboren diseños correctos sobre el papel, lo relevante en las voladuras es que estas se implementen correctamente en campo, porque eso será lo que determine los resultados en mina. Es muy habitual que los perforistas, que odian reperforar un barreno corto, añadan un poco más (a veces, un mucho más) a la longitud diseñada de perforación. Eso, sumado a profundímetros averiados y procedimientos que no obligan a medir profundidad perforada con una cinta antes de mover la perforadora, lleva a longitudes excesivas en un gran numero de taladros.

El exceso de perforación de una malla de voladura implica:

• Un coste de perforación por tonelada más alto
• Un consumo de explosivos más alto
• Daños al banco inferior que condicionan los futuros barrenos a perforar en ese banco y la eficiencia del retacado

Esta técnica consiste en fragmentar la parte superior del banco inferior con la sobreperforación del banco superior. La detonación de cargas explosivas bajo el nivel de banco es capaz de crear daños de trituración y grietas primarias (por vibración) alrededor de cada barreno, no así grietas secundarias (por flexión y desplazamiento de roca).

Figura 5: Técnica de pre-acondicionamiento o pre-fracturación del banco inferior mediante incremento de la sobreperforación. Simulación con 2DBench - JKSimBlast.

Uno de los efectos negativos de esta pre-fracturación del banco inferior es que se compromete la integridad del barreno cuando se perfora. El terreno fragmentado dificulta el emboquille correcto, y a veces el barreno se pierde debido a la caida de piedras de los primeros 1,5 m de banco.

En caso de que no se puedan elaborar planes maestros de voladura correctamente, ocurrirá que muchos de los emboquilles del banco pre-fragmentado se verán afectados en su integridad. Visualmente podrán ser identificados por la forma en cráter (en lugar de un taladro redondo hasta la superficie). Para evitar los efectos negativos de esta circunstancia, pueden utilizarse diferentes protectores de barrenos.

Lo habitual para proteger los emboquilles de los barrenos es utilizar conos protectores o tubos de pvc. Los primeros tienen una efectividad limitada, debido a su desacoplamiento de las paredes del barreno y su reducida longitud. Los segundos, pueden insertarse más profundamente aunque deben dejar un espacio anular entre las paredes del barreno y el tubo, lo cual permite una caída de material.

Siendo Australia una de las naciones líderes en minería a nivel mundial, allí se han desarrollado muchos productos y software que hoy son usados por las principales compañías mineras. Un innovador accesorio específico para poder proteger la integridad de los barrenos y esencial para poder aplicar la técnica del pre-acondicionamiento de roca es el Collar Keeper. Se trata de un polímero de 2 m de altura que tiene efecto muelle sobre las paredes de los barrenos.