ring blasting design modeling and...

24
Ring Blasting Design Modeling and Optimization Benjamin Cebrián María Rocha Roberto C. Laredo 43th ISEE Symposium Orlando - January/February 2017

Upload: ngocong

Post on 15-Mar-2018

229 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Ring Blasting Design Modeling and Optimization

Benjamin Cebrián María Rocha Roberto C. Laredo

43th ISEE SymposiumOrlando - January/February 2017

Introduction

Fragmentation Analysis

Damage Analysis

Implementation control

Specific Case: Optimizing Ring Blast, Fragmentation and Damage

Conclusion and Future Work

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Outline

Simulation and Model Validation of Ring Blasting Designs

- What?

- Why?

Explosive Energy Distribution and the real effects on Fragmentation and Damage

1.Model Validation is required to a proper use of blasting software 2.Productivity increases, dilution control, ore loss and costsimprovement by optimized blast design3.To take into account the relation between blast induced damage and stope stability

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Introduction

Simulation and Model Calibration of Ring Blasting Designs

- How? 1.Using software to simulate blast designs JKSimBlast2.Measuring implementation/results on site Split-Desktop, LaserScan, Measuring tape, etc…3.Comparing results to calibrate model and improve designs

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Introduction

Fragmentation Analysis for Blast Design Optimization

Fragmentation Digital Analysis and Energy Simulation

0102030405060708090

100

0,01 0,1 1 10 100

% P

assa

nt

Size (inch)

Rock informationExplosive

Drill designBlast design

Correct operation

Good fragmentationHigh ore recoveryMinimun damage

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Damage Analysis for Blast Design Optimization

Factors involved in blast damage:- Rock mass features- Explosive characteristics and energy distribution- Blast design and implementation control

Blast damage

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Damage Effects

Inestability

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Damage Effects

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Damage Effects

Must be considered that thesupport designed can beinsufficient if the damage isexcessive.The effect of the increase inHR depends the overbreakthat have relation betweenenergy levels of the blastsand characteristics of rockmass.

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Difference Theoretical and Real Hidraulic Radius (HR)

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Critical Hidraulic Radius (HR)

Correct Geotechnical Evaluacion / Correct Design - Energy /Correct Implementation

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Improved Results

Correct Geotechnical Evaluacion / Correct Design - Energy /Correct Implementation

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Implementation Control

A model is not useful without correct implementation

Quality control of ring blasting and model parameters include:

- Collar Accuracy- Hole length + deviation- Explosive density control- Loading accuracy (stemming)

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Implementation Control

Hole length loaded

Ring B

Design at 102mm Energy distribution at 102 mm Actually loaded (89mm)

Ring A

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Ring Blasting Spacing Hole diameter control

Implementation Control QA/QC• Correct Timing Control • Hole Collaring- Alignment

266,6 DICIEMBRE 2015

472,9 MASIVO

229,67 STOCKWORK

201,31 POLIMETALICO

Dif. Perforación Dif. Consumo EspecíficoDif. Consumo

EnergéticoDif. Densidad lineal

MASIVO -8% -13% -23% -17%

STOCKWORK -7% -33% -31% -17%

POLY -11% -24% -19% -17%

REPORTE MENSUAL DE VOLADURAS MINA DE AGUAS TEÑIDAS

PARÁMETROS GENERALES

FECHA MES ANALIZADO TIPO ROCA TIPO VOLADURA TIPO EXPLOSIVO Ø (mm)

RESUMEN DE RESULTADOS POR MATERIAL: MASIVO - STOCKWORK - POLIMETALICO

13/01/2016 DICIEMBRE 2015 M/S REALCE Y BANQUEO EMULSION MAXAM 89/102

d80 (mm)

0 2 4 6 8 10 12 14

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

via

tio

n f

rom

de

sig

n (

m)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

MASIVO

0 1 2 3 4 5 6

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

via

tio

n f

rom

de

sig

n (

m)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

STOCKWORK

0 5 10 15 20 25

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

via

tio

n f

rom

de

sig

n (

m)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

POLIMETALICO

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

Me

tro

s d

e d

ife

ren

cia

Material

Diferencia de Perforación teórica vs. real

Diferencia

longitud de diseño

-0,35

-0,3

-0,25

-0,2

-0,15

-0,1

-0,05

0

MASIVO STOCKWORK POLY

Comportamiento por materiales

Dif. Perforación

Dif. Consumo Específico

Dif. Consumo Energético

Dif. Densidad lineal

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

kj/

t

Anillos

Energía kJ/t diseño vs. real kJ/t teorico

kJ/t real

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

kg

/m

Anillos

Densidad lineal de carga kg/m diseño vs. real

Densidad lineal teórica

Densidad lineal real

0

50

100

150

200

250

300

me

tro

pe

rfo

rad

os

po

r a

nil

lo

Anillos

Perforación total por anillo diseño vs. real Perfo total teorica

Perfo total real

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000

% P

asa

nte

Tamaño (mm)

Curva Granulométrica DIC15

DICIEMBRE2015

MASIVO_DIC15

STOCKWORK_DIC15

POLY_DIC15

266,6 DICIEMBRE 2015

472,9 MASIVO

229,67 STOCKWORK

201,31 POLIMETALICO

Dif. Perforación Dif. Consumo EspecíficoDif. Consumo

EnergéticoDif. Densidad lineal

MASIVO -8% -13% -23% -17%

STOCKWORK -7% -33% -31% -17%

POLY -11% -24% -19% -17%

REPORTE MENSUAL DE VOLADURAS MINA DE AGUAS TEÑIDAS

PARÁMETROS GENERALES

FECHA MES ANALIZADO TIPO ROCA TIPO VOLADURA TIPO EXPLOSIVO Ø (mm)

RESUMEN DE RESULTADOS POR MATERIAL: MASIVO - STOCKWORK - POLIMETALICO

13/01/2016 DICIEMBRE 2015 M/S REALCE Y BANQUEO EMULSION MAXAM 89/102

d80 (mm)

0 2 4 6 8 10 12 14

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

MASIVO

0 1 2 3 4 5 6

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

STOCKWORK

0 5 10 15 20 25

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

POLIMETALICO

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

Met

ros

de

dif

eren

cia

Material

Diferencia de Perforación teórica vs. real

Diferencia

longitud de diseño

-0,35

-0,3

-0,25

-0,2

-0,15

-0,1

-0,05

0

MASIVO STOCKWORK POLY

Comportamiento por materiales

Dif. Perforación

Dif. Consumo Específico

Dif. Consumo Energético

Dif. Densidad lineal

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

kj/t

Anillos

Energía kJ/t diseño vs. real kJ/t teorico

kJ/t real

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

kg/m

Anillos

Densidad lineal de carga kg/m diseño vs. real

Densidad lineal teórica

Densidad lineal real

0

50

100

150

200

250

300

me

tro

pe

rfo

rad

os

po

r an

illo

Anillos

Perforación total por anillo diseño vs. real Perfo total teorica

Perfo total real

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000

% P

asan

te

Tamaño (mm)

Curva Granulométrica DIC15

DICIEMBRE2015

MASIVO_DIC15

STOCKWORK_DIC15

POLY_DIC15

266,6 DICIEMBRE 2015

472,9 MASIVO

229,67 STOCKWORK

201,31 POLIMETALICO

Dif. Perforación Dif. Consumo EspecíficoDif. Consumo

EnergéticoDif. Densidad lineal

MASIVO -8% -13% -23% -17%

STOCKWORK -7% -33% -31% -17%

POLY -11% -24% -19% -17%

REPORTE MENSUAL DE VOLADURAS MINA DE AGUAS TEÑIDAS

PARÁMETROS GENERALES

FECHA MES ANALIZADO TIPO ROCA TIPO VOLADURA TIPO EXPLOSIVO Ø (mm)

RESUMEN DE RESULTADOS POR MATERIAL: MASIVO - STOCKWORK - POLIMETALICO

13/01/2016 DICIEMBRE 2015 M/S REALCE Y BANQUEO EMULSION MAXAM 89/102

d80 (mm)

0 2 4 6 8 10 12 14

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

MASIVO

0 1 2 3 4 5 6

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

STOCKWORK

0 5 10 15 20 25

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

POLIMETALICO

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

Me

tro

s d

e d

ife

ren

cia

Material

Diferencia de Perforación teórica vs. real

Diferencia

longitud de diseño

-0,35

-0,3

-0,25

-0,2

-0,15

-0,1

-0,05

0

MASIVO STOCKWORK POLY

Comportamiento por materiales

Dif. Perforación

Dif. Consumo Específico

Dif. Consumo Energético

Dif. Densidad lineal

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

kj/t

Anillos

Energía kJ/t diseño vs. real kJ/t teorico

kJ/t real

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

kg/m

Anillos

Densidad lineal de carga kg/m diseño vs. real

Densidad lineal teórica

Densidad lineal real

0

50

100

150

200

250

300

me

tro

pe

rfo

rad

os

po

r an

illo

Anillos

Perforación total por anillo diseño vs. real Perfo total teorica

Perfo total real

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000

% P

asa

nte

Tamaño (mm)

Curva Granulométrica DIC15

DICIEMBRE2015

MASIVO_DIC15

STOCKWORK_DIC15

POLY_DIC15

Explosive Linear density (kg/m

266,6 DICIEMBRE 2015

472,9 MASIVO

229,67 STOCKWORK

201,31 POLIMETALICO

Dif. Perforación Dif. Consumo EspecíficoDif. Consumo

EnergéticoDif. Densidad lineal

MASIVO -8% -13% -23% -17%

STOCKWORK -7% -33% -31% -17%

POLY -11% -24% -19% -17%

REPORTE MENSUAL DE VOLADURAS MINA DE AGUAS TEÑIDAS

PARÁMETROS GENERALES

FECHA MES ANALIZADO TIPO ROCA TIPO VOLADURA TIPO EXPLOSIVO Ø (mm)

RESUMEN DE RESULTADOS POR MATERIAL: MASIVO - STOCKWORK - POLIMETALICO

13/01/2016 DICIEMBRE 2015 M/S REALCE Y BANQUEO EMULSION MAXAM 89/102

d80 (mm)

0 2 4 6 8 10 12 14

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

MASIVO

0 1 2 3 4 5 6

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

STOCKWORK

0 5 10 15 20 25

< - 5.0

- 2.0 till - 5.0

- 1.0 till - 2.0

- 0.66 till - 1.0

- 0.33 till - 0.66

0.0 till - 0.33

0.0 till 0.33

0.33 till 0.66

0.66 till 1.0

1.0 till 2.0

2.0 till 5.0

> 5.0

Numero de barrenos

De

viat

ion

fro

m d

esi

gn (m

)

Mina Aguas TeñidasDIC15

Desviación en longitud de barrenos en

POLIMETALICO

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

Met

ros

de

dif

eren

cia

Material

Diferencia de Perforación teórica vs. real

Diferencia

longitud de diseño

-0,35

-0,3

-0,25

-0,2

-0,15

-0,1

-0,05

0

MASIVO STOCKWORK POLY

Comportamiento por materiales

Dif. Perforación

Dif. Consumo Específico

Dif. Consumo Energético

Dif. Densidad lineal

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

kj/t

Anillos

Energía kJ/t diseño vs. real kJ/t teorico

kJ/t real

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

kg/m

Anillos

Densidad lineal de carga kg/m diseño vs. real

Densidad lineal teórica

Densidad lineal real

0

50

100

150

200

250

300

me

tro

pe

rfo

rad

os

po

r an

illo

Anillos

Perforación total por anillo diseño vs. real Perfo total teorica

Perfo total real

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000

% P

asan

te

Tamaño (mm)

Curva Granulométrica DIC15

DICIEMBRE2015

MASIVO_DIC15

STOCKWORK_DIC15

POLY_DIC15

Energy Factor (kj/t)

Specific Case:

Optimizing Ring Blast Design,

Fragmentation and Damage

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Specific Case: Optimizing of Fragmentation

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

BLAST DESIGN OPTIMIZATION-Increasing around 15% energy level

-Implementation Control

Improvement average of 55% in particle size distribution, getting up to 65% in fines

material. Decreasing size below the P80

benchmarking of the mine

Standard Ring Blast Design Optimized Ring Blast Design

Specific Case: Optimizing of Damage

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

BLAST DESIGN OPTIMIZATION

-Increasing around15% energy level-Implementation

Control

No overbreak and HR changes, keeping

the stope in its stability state

Standard design, which reported an average of 4.6 m

(181.1 inch) of damage and an

important change in the HR

Standard Ring Blast Design Optimized Ring Blast Design

Specific Case: Optimizing of Fragmentation and Damage Ring Blast

Economical Improvement for a stope:

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

Standard Blast Design Optimized Blast Design

% Ore Loss 13% 5%

Tonnage Ore Loss 9,490 t 3,650 t

$ Ore Loss Value $ 800,671 $ 307,950

-Tonnage of 73,000 t-Cut off: 3.49 Cu and 0.84 Zn-NSR: 84.37 $/t

Profit Improvement per Stope $ 492,720

Conclusion and Future Work

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017

- Simulation and Calibration of models are usefull to improve ring blast designs in Fragmentation and Damage for improvements in productivity, ore loss, costsand dilution control.

- Analysis, simulations and measurements are required to improve the accuracyof this prediction models (per material, zone of the stope, primary/secondary, etc)

- Economic value on average metal operations is around 7 MUSD/year

Thank you!

43th ISEE Symposium – Orlando, January - February 2017