Mejora de la malla de perforación y voladura para disminuir la dilución de mineral en vetas angostas de una operación minera subterránea

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo disminuir la dilución del mineral en una operación minera subterránea de vetas angostas, mediante la optimización del diseño de la malla de perforación y voladura para tajos con un ancho de minado de 0.60 metros. Partiendo de la hipótesis de que un adecuado diseño de malla puede mejorar significativamente el control del contorno de minado, se evaluaron tres configuraciones: la malla base (Tipo 2-2), una malla modificada (Tipo 2-1) y una malla alternativa de tipo Zig-Zag. Los resultados obtenidos demuestran que la implementación de mallas optimizadas permitió reducir de manera considerable la dilución del mineral, pasando de un 25% con la malla base a un 1.65% con el diseño Zig-Zag. Esta mejora impactó directamente en la ley diluida del mineral, elevando su valor y mejorando la rentabilidad de la operación. Asimismo, se logró un mayor control sobre el ancho real de minado, disminuyendo la sobreexcavación y ajustándose mejor al ancho teórico deseado (0.6 m). Desde el punto de vista económico, se evidenció una reducción significativa en los costos de voladura y sostenimiento, con un ahorro de hasta 39% y 27% respectivamente en comparación con la malla base. En el aspecto operativo, la mejora en la fragmentación, el menor volumen de rotura y el control del contorno contribuyeron a una mayor eficiencia del ciclo de minado, optimizando las labores de carga, acarreo y procesamiento en planta. Además, se registraron menores niveles de vibración (VPP), se redujo de VPP 11.05 mm/s hasta 6.89 mm/s en la malla 2-1 y 6.35 mm/s en la malla Zig-Zag, lo que redujo el daño a las rocas caja y mejoró la estabilidad del macizo rocoso post-voladura. También se observó una disminución del factor de potencia real, lo que implica un uso más eficiente del explosivo sin afectar negativamente la fragmentación, lo cual representa un beneficio adicional tanto económico como ambiental.

This study aims to reduce mineral dilution in a narrow vein underground mining operation by optimizing the drilling and blasting pattern design for stopes with a mining width of 0.60 meters. Based on the hypothesis that an adequate drill and blast pattern can significantly improve stope boundary control, three configurations were evaluated: the base pattern (Type 2-2), a modified pattern (Type 2-1), and an alternative Zig-Zag pattern. The results show that the implementation of optimized patterns significantly reduced mineral dilution, from 25% with the base pattern to just 1.65% with the Zig-Zag design. This improvement had a direct impact on the diluted grade of the ore, increasing its value and enhancing the profitability of the operation. Likewise, better control over the actual mining width was achieved, reducing overbreak and aligning more closely with the target theoretical width (0.6 m). From an economic standpoint, a significant reduction in both blasting and ground support costs was observed, with savings of up to 39% and 27%, respectively, compared to the base pattern. Operationally, improvements in fragmentation, reduced breakage volume, and better boundary control contributed to greater mining cycle efficiency, optimizing loading, hauling, and plant processing tasks. Additionally, lower vibration levels (VPP) were recorded, decreasing from 11.05 mm/s to 6.89 mm/s on the 2-1 mesh and 6.35 mm/s on the Zig-Zag mesh, which reduced damage to the rock face and improved post-blast rock mass stability. A decrease in the true power factor was also observed, implying more efficient use of explosives without negatively affecting fragmentation, representing an additional economic and environmental benefit.