ES2588233T3 - Un método de voladura de roca subterránea - Google Patents

Abstract

Un método de voladura de roca en un sitio de voladura subterránea, comprendiendo el método las etapas de: a) perforar unas perforaciones de sondeo (11, 40, 55, 58) en una masa de roca (10, 30, 100, 150); b) cargar cada perforación de sondeo (11, 40, 55, 58) con al menos una carga de material explosivo (13, 14, 15); c) colocar al menos un detonador en asociación operativa con cada carga (13, 14, 15); y d) iniciar los detonadores, caracterizado por que la etapa de iniciar los detonadores comprende llevar a cabo una secuencia de al menos dos eventos de iniciación para volar la masa de roca 10, 30, 100, 150), en cada uno de los cuales solo se inician algunas de las cargas (13, 14, 15), mediante el envío de señales de disparo solo a los detonadores asociados con dichas cargas y en la cual cada evento de iniciación es un evento de iniciación discreto controlado por el usuario; en el que uno de los al menos dos eventos de iniciación crea una porción abandonada (16, 17, 18, 59, 116, 128, 5 170) de la masa de roca (10, 30, 100, 150) que se ha perforado y cargado en las etapas a), b) y c) y dicha porción abandonada de la masa de roca se vuela en uno o más de los al menos dos eventos de iniciación posteriores sin que acceda personal a dicha porción abandonada.

Description

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DESCRIPCION

Un metodo de voladura de roca subterranea Campo de la invencion

La invencion se refiere al campo de la explotacion minera, incluyendo la voladura y fragmentation de roca. De forma mas especlfica, la invencion se refiere a la voladura de roca en una ubicacion subterranea.

Antecedentes de la invencion

En las operaciones de explotacion minera, la fragmentacion y ruptura eficiente de roca por medio de cargas explosivas requiere una destreza y experiencia considerables. Las cargas explosivas se colocan en cantidades apropiadas en posiciones predeterminadas dentro de la roca y entonces se accionan por medio de detonadores que tienen retardos de tiempo predeterminados, proporcionando por lo tanto un patron deseado de voladura y fragmentacion de roca. Tradicionalmente, las senales se transmiten a los detonadores desde una maquina de voladura asociada por medio de sistemas no electricos que emplean un cordon de detonation de baja energla (LEDC) o tubo de choque. Como alternativa, se pueden usar hilos electricos para transmitir senales de disparo a los detonadores electricos o senales mas sofisticadas a y desde los detonadores electronicos. Por ejemplo, ese envlo de senales puede incluir instrucciones de ARMAR, de DESARMAR y de retardo de tiempo para la programacion remota de la secuencia de disparo de los detonadores. Ademas, como una caracterlstica de seguridad, los detonadores pueden almacenar codigos de disparo y responder a las senales de ARMAR y FUEGO solo tras la recepcion de unos codigos de disparo coincidentes desde la maquina de voladura. Los detonadores electronicos se pueden programar con unos retardos de tiempo con una exactitud de hasta 1 ms o menos.

El establecimiento de una disposition de voladura cableada implica la colocation correcta de las cargas explosivas dentro de perforaciones de sondeo en la roca, y la conexion apropiada de hilos entre una maquina de voladura asociada y los detonadores. Con frecuencia, el proceso requiere mucho trabajo y depende en gran medida de la exactitud y de la concienciacion del operario de voladura. Es importante destacar que el operario de voladura debe asegurar que los detonadores esten en la relation de transmision de senales apropiada con una maquina de voladura, de tal manera que la maquina de voladura pueda al menos transmitir senales de indication para controlar cada detonador y, a su vez, accionar cada carga explosiva. Las conexiones inadecuadas entre los componentes de la disposicion de voladura pueden conducir a la perdida de comunicacion entre las maquinas de voladura y los detonadores, y por lo tanto incrementar los problemas de seguridad. Se requiere un cuidado significativo para asegurar que los hilos discurran entre los detonadores y la maquina de voladura asociada sin perturbation, impedimento, dano u otra interferencia que pudiera evitar el control y la operation apropiados de un detonador por medio de la maquina de voladura conectada.

Los sistemas de detonador inalambricos ofrecen el potencial de evitar esos problemas, mejorando por lo tanto la seguridad en el sitio de voladura. Al evitar el uso de conexiones flsicas (por ejemplo, hilos electricos, tubos de choque, LEDC, o cables opticos) entre los detonadores y otros componentes en el sitio de voladura (por ejemplo maquinas de voladura) se reduce la posibilidad de una instalacion inapropiada de la disposicion de voladura. Otra ventaja de los detonadores inalambricos se refiere a la facilitation del establecimiento automatizado de las cargas explosivas y detonadores asociados en el sitio de voladura. Esto puede incluir, por ejemplo, la carga del detonador automatizado en las perforaciones de sondeo y la asociacion automatizada de un detonador correspondiente con cada carga explosiva, por ejemplo, que implique sistemas roboticos. Esto proporcionarla mejoras drasticas en la seguridad del sitio de voladura debido a que los operarios de voladura serlan capaces de instalar la disposicion de voladura desde lugares completamente remotos. Sin embargo, esos sistemas presentan desaflos tecnologicos formidables, muchos de los cuales permanecen sin resolver. Un obstaculo para la automatization es la dificultad del manejo y la manipulation robotica de detonadores en el sitio de voladura, particularmente cuando los detonadores no sean detonadores electronicos inalambricos y requieran una conexion u otras formas de enganche a hilos electricos, tubos de choque y similares.

La explotacion minera subterranea presenta distintos desaflos en comparacion con la explotacion minera de superficie. Por ejemplo, la fragmentacion y extraction de un cuerpo de mineral ubicado en el subsuelo requiere una planificacion y ejecucion cuidadosas. Por lo general, se tiene acceso al cuerpo de mineral por medio de tunelizacion, o uno o mas conductos, para exponer una cara del mineral o al menos un lado. Se perforan unas perforaciones de sondeo en la cara, y se cargan con cargas explosivas. El accionamiento de las cargas por medio de detonadores asociados fragmenta una portion de la roca detras de la cara libre, por lo que se expone una nueva cara que se va a perforar y a cargar. De este modo, la roca fragmentada de la voladura inicial puede ser retirada por medio del tunel de acceso para su procesamiento. A traves de ciclos repetidos de perforation, carga, voladura y extraccion, la cara expuesta se retira hasta el cuerpo de mineral y el mineral fragmentado es recuperado.

La extraccion de mineral fragmentado puede ser efectuada usando vehlculos accionados o vehlculos controlados de forma remota, pero tal como se ha hecho notar en lo que antecede, la ubicacion controlada de forma remota de los

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detonadores en las perforaciones de sondeo y su asociacion operativa con las cargas explosivas aun no ha sido desarrollada.

A pesar de ser de naturaleza simple, la voladura subterranea tal como se ha descrito en lo que antecede presenta desaflos tecnicos y de organizacion significativos. Por ejemplo, del lado tecnico, el hueco creado debe ser reforzado estructuralmente y puede requerir soporte interno para evitar que el techo se hunda. Hasta este punto, las columnas o pilares de mineral con frecuencia son dejadas en su lugar para ayudar a proporcionar soporte al techo, particularmente durante la fase activa de voladura y extraccion del mineral restante. De este modo, porciones del cuerpo de mineral valiosas son efectivamente "dejadas atras" en el sitio de voladura subterranea al menos hasta que el hueco haya sido reforzado estructuralmente, reduciendo la eficiencia del proceso de extraccion de mineral.

La complejidad de las operaciones de explotacion minera subterranea es exacerbada aun mas por los desaflos de organizacion en el sitio de la mina. Los equipos de trabajadores mineros deben ser coordinados cuidadosamente para optimizar tanto las operaciones de explotacion minera como de acceso a la cara libre y la roca fragmentada. Por ejemplo, diferentes equipos pueden requerir acceso a la cara libre a diferentes tiempos para perforar unas perforaciones de sondeo, cargar explosivos, instalar equipo de voladura, extraer roca fragmentada, etc. Cada equipo necesitara un conjunto diferente de equipo para efectuar efectivamente su tarea designada, y el espacio existente ahl puede ser insuficiente en la cara libre para acomodar mas de un equipo, y el equipo asociado, en cualquier momento dado.

Ademas, el material fragmentado de una voladura, o un hueco resultante de esa voladura, puede evitar el acceso al cuerpo de mineral en un sitio remoto de esa voladura, significando nuevamente que porciones valiosas del cuerpo de mineral sean efectivamente "dejadas atras", hasta que el material fragmentado haya sido extraldo o el acceso haya sido facilitado de otro modo. Ademas, el movimiento y coordination del equipo en el sitio de la mina es complicado aun mas por problemas de seguridad. Dependiendo de la integridad de la roca, o las reglas de seguridad en el sitio de la mina, puede requerirse evacuar completamente el sitio de la mina de todo personal minero (y quiza el equipo) cuando tenga lugar una voladura. Como alternativa, o ademas, puede ser necesario reforzar la masa de roca restantes antes de que se le permita el acceso al personal para perforation y voladura adicionales. Sin ese refuerzo, esa masa de roca restante puede tambien tener que ser "dejada atras". Todas esas posibilidades restringen aun mas la programacion de todas las otras operaciones en el sitio de la mina para todos los frentes de trabajo.

Ademas, puede ser diflcil acceder a la cara de retirada del cuerpo de mineral. Cada ciclo de voladura requiere la retirada sustancial de roca fragmentada antes de que la cara mineral pueda ser perforada y cargada para el siguiente ciclo de voladura. Si la fragmentation de roca es ineficiente o inapropiada de alguna manera, puede ser diflcil extraer completamente el mineral por medio del tunel de acceso y esto, a su vez, puede retardar el proceso de extraccion. En ocasiones, la fragmentacion o desplazamiento indeseable de material puede dar como resultado que el cuerpo de mineral sea completamente inaccesible desde un tunel de acceso existente, de tal modo que deba formarse un nuevo tunel para aproximarse al cuerpo de mineral desde un angulo diferente. Claramente, esto retardara el proceso de extraccion e incrementara los costos significativamente.

El documento JP 2000 283700 A divulga un metodo de voladura de roca subterranea de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.

Se deduce que existe una necesidad continua en la tecnica de metodos de voladura mejorados para explotacion minera subterranea. Esta necesidad se extiende a disposiciones de voladura que emplean comunicacion cableada o inalambrica con detonadores y componentes asociados.

Sumario de la invention

Un objetivo de la presente invencion es proporcionar metodos para la voladura mejorada de roca en un lugar subterraneo.

En realizaciones a modo de ejemplo seleccionadas se proporciona un metodo de voladura de roca en un sitio de voladura subterranea, comprendiendo el metodo las etapas de:

a) perforar unas perforaciones de sondeo en una masa de roca;

b) cargar cada perforacion de sondeo con al menos una carga de material explosivo;

c) colocar al menos un detonador en asociacion operativa en cada carga;

d) llevar a cabo una secuencia de al menos dos eventos de initiation para volar la masa de roca, en cada uno de los cuales solo se inician algunas de las cargas, mediante el envlo de senales de disparo solo a los detonadores asociados con dichas cargas y en la cual cada evento de iniciacion es un evento de iniciacion discreto controlado por el usuario;

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en el que uno de los al menos dos eventos de iniciacion crea una porcion abandonada de masa de roca que se ha perforado y cargado en las etapas a), b) y c) y dicha porcion abandonada de la masa de roca se vuela en uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores sin que acceda personal a dicha porcion abandonada.

Mediante este metodo, la eficiencia y seguridad de la voladura subterranea puede ser mejorada en gran medida. Perforando toda la masa de roca o cuerpo de mineral seleccionado, o una porcion seleccionada de la masa o cuerpo y cargando entonces todas las perforaciones de sondeo perforadas segun se desee y colocando los detonadores en asociacion operativa con las cargas explosivas, todas las cargas pueden ser iniciadas por al menos dos eventos de iniciacion distintos en una secuencia deseada sin que acceda personal a ninguna porcion de la masa o cuerpo entre los eventos de iniciacion. Esto significa que una porcion abandonada de la masa de roca se puede volar facilmente y de forma segura y recuperarse el material fragmentado.

El metodo de la invencion permite que sean logradas secuencias de voladura totalmente nuevas. En particular, ya no es necesario efectuar explotacion minera de retirada-es decir, efectuar una voladura en el punto mas lejano de la masa de roca desde un punto de acceso-o perforar y volar niveles individuales a la vez. Ahora es posible efectuar las etapas a), b) y c) a toda la altura de la masa de roca, o porcion seleccionada de la masa de roca y, si se desea, volar de forma selectiva diferentes niveles de masa de roca en eventos de iniciacion respectivos. La masa o porcion seleccionada de roca de la masa de roca puede ser entre dos pasajes o tuneles, uno encima del otro.

En general, las perforaciones de sondeo seran perforadas en la masa de roca desde un pasaje superior o un pasaje inferior, pasaje inferior el cual puede ser el unico pasaje, y en una realizacion las perforaciones de sondeo se perforan en la etapa a) a todo lo largo del pasaje. De este modo, la longitud del pasaje define la extension de masa de roca que se va a volar en al menos dos eventos de iniciacion.

El metodo de la invencion requiere la iniciacion exacta de los detonadores, y en realizaciones, los detonadores pueden ser detonadores electricos o electronicos. En una realizacion particular, los detonadores son electronicos. Esos detonadores electronicos pueden ser cableados o inalambricos. Sin embargo, existe el riesgo de que un cableado que conecta, por ejemplo, un mecanismo de voladura con los detonadores que se inician en uno de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores pueda ser danado por la iniciacion anterior, y por esta razon es probable que se seleccionen detonadores inalambricos.

En una realizacion, cada detonador forma parte de un conjunto de detonador inalambrico para recibir y responder a las senales de indication inalambricas, la etapa de llevar a cabo una secuencia de al menos dos eventos de iniciacion que comprende transmitir al menos dos senales de indicacion inalambricas desde una o mas de las maquinas de voladura asociadas para DISPARAR de forma selectiva los conjuntos de detonation inalambricos.

En una realizacion particular, cada conjunto de detonador inalambrico es un reforzador electronico inalambrico.

En algunas realizaciones, los detonadores asociados con el uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores entran en un modo inactivo antes de su actuation.

Debido a que las cargas de material explosivo para el uno o mas eventos de iniciacion posteriores deben estar en su lugar durante el primero de los al menos dos eventos de iniciacion, el material explosivo debe ser relativamente estable, por ejemplo explosivo ANFO en emulsion a granel. Un explosivo en emulsion a granel puede ser seleccionado de entre la gama Fortis™ de Orica Mining Services.

El efecto de cada evento de iniciacion es fragmentar la porcion volada de la masa de roca, que puede entonces caer en el fondo de un pasaje. Puede ser necesario extraer toda o algo de esa roca fragmentada antes de uno de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores. Esto puede hacerse de forma remota o segura desde una porcion del fondo del pasaje que se ha perforado y cargado, y que habla tenido al menos un detonador colocado en asociacion operativa con cada carga, pero que no es soportado por el suelo para permanecer estable, es decir, que no es una porcion abandonada de la masa de roca.

Una porcion abandonada de este tipo de la masa de roca puede ser un pilar de roca que se deje en su lugar despues de uno de los al menos dos eventos de iniciacion para soportar otras porciones de la masa de roca.

En una realizacion particular, la masa de roca comprende un cuerpo de mineral por encima del pasaje inferior y las perforaciones de sondeo se perforan en una direction hacia arriba desde el pasaje inferior hacia el cuerpo, el metodo comprende ademas formar al menos una elevation en el mineral que se extiende en una direccion generalmente hacia arriba desde el pasaje inferior, opcionalmente mediante el accionamiento de detonadores y cargas asociadas en al menos una perforation de sondeo, por lo que en dicho uno de los al menos dos eventos de iniciacion, material a partir del cuerpo de mineral adyacente a la elevacion se fragmenta y cae hacia la elevacion y el pasaje inferior para la extraction por medio del pasaje inferior, dejando un hueco, quiza con suelo sin soporte, y por lo tanto en uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores, el material restante del cuerpo de mineral se fragmenta y cae al menos parcialmente hacia el hueco.

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En la presente realizacion, en el uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores, porciones del cuerpo de mineral adyacentes al hueco y los extremos superiores de las perforaciones de sondeo se pueden fragmentar, y opcionalmente extraerse por medio del pasaje inferior, antes de que se fragmente la ultima parte del cuerpo de mineral entre dichas porciones y el pasaje inferior.

En una version de la presente realizacion, dicho material del cuerpo de mineral fragmentado en uno de los al menos dos eventos de iniciacion esta a un lado de la elevacion, la direccion longitudinal del pasaje inferior, y dicho material del cuerpo de mineral fragmentado en uno o mas eventos de iniciacion posteriores esta al lado opuesto de la elevacion.

La porcion del cuerpo de mineral fragmentado en uno o mas eventos de iniciacion posteriores, puede estar por encima de la porcion del cuerpo de mineral fragmentado en uno de los al menos dos eventos de iniciacion.

Los eventos de iniciacion se pueden repetir a lo largo del pasaje inferior. El pasaje inferior puede tener uno o dos extremos ciegos.

En la presente realizacion particular, puede que no exista pasaje alguno por encima del pasaje inferior.

En otra realizacion particular, la masa de roca comprende un cuerpo de mineral que se extiende entre el pasaje inferior y el pasaje superior, teniendo cada uno de los pasajes inferior y superior un extremo ciego correspondiente, y las perforaciones de sondeo se perforan en una direccion hacia abajo desde el pasaje superior hacia el cuerpo, el metodo comprende ademas formar al menos una elevacion en el mineral que se extiende entre los pasajes superior e inferior y lejos de dicho extremo ciego de los pasajes, opcionalmente mediante el accionamiento de detonadores y cargas asociadas en al menos una perforacion de sondeo, siendo dicho uno de los al menos dos eventos de iniciacion adyacente a la elevacion y dejando un hueco, quiza con suelo sin soporte, y efectuandose uno o mas de los eventos de iniciacion posteriores en una o mas porciones del cuerpo de mineral entre la elevacion y el extremo ciego de los pasajes para fragmentar el material de dichas una o mas porciones, de tal modo que el material fragmentado se pueda extraer por medio del pasaje inferior.

En otra realizacion particular mas, la masa de roca comprende un cuerpo de mineral que se extiende entre un pasaje inferior y un pasaje superior adyacente a un tajo formado entre los pasajes inferior y superior en un extremo remoto del mismo y las perforaciones de sondeo se perforan en el cuerpo de mineral desde uno de los dos pasajes hacia el otro pasaje, el metodo comprende ademas formar al menos una elevacion en el mineral entre los pasajes inferior y superior y lejos de dicho tajo para formar una porcion del cuerpo de mineral entre el tajo y la elevacion, estando dicho uno de los al menos dos eventos de iniciacion en el cuerpo de mineral adyacente a dicha elevacion para dejar un pilar formado a partir de dicha porcion del cuerpo de mineral y efectuandose uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion en el cuerpo residual de mineral del lado de la ubicacion de la elevacion remota del pilar, seguido por la extraction del material fragmentado del pasaje inferior, y efectuandose uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores adicionales para fragmentar el material del pilar.

En la presente realizacion, el tajo puede ser llenado al menos parcialmente con material de relleno, que puede ser introducido desde el pasaje superior para sustituir el material fragmentado y extraldo del cuerpo de mineral.

Cada una de las otras realizaciones particulares y otras realizaciones particulares mas pueden ser efectuadas usando caracterlsticas de una realizacion particular.

Las perforaciones en esas realizaciones pueden ser perforadas en cualquier forma conocida, por ejemplo de 0 a 45° con respecto a la vertical. En una realizacion, al menos algunas de las perforaciones de sondeo estan dispuestas en un anillo de perforaciones de sondeo centradas sobre el pasaje a partir del cual se perforan estas para el disparo en forma de anillo de algunos de los detonadores de acuerdo con los tiempos de retardo preprogramados.

Breve description de los dibujos

Las realizaciones de los metodos de voladura de acuerdo con la invention, y un metodo de la tecnica anterior, se describiran en lo sucesivo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1a proporciona una vista en perspectiva esquematica de un cuerpo de mineral, que se puede volar de acuerdo con la invencion;

la figura 1b proporciona una vista en corte esquematica del cuerpo de mineral que se ilustra en la figura 1a, tomada a lo largo de las perforaciones de sondeo;

las figuras 2a-h ilustran unas fases secuenciales en la voladura y extraccion de un cuerpo de mineral ubicado debajo de la tierra, de acuerdo con metodos que se conocen en la tecnica;

las figuras 3a-h ilustran unas fases secuenciales en la voladura y extraccion de un cuerpo de mineral ubicado debajo de la tierra, de acuerdo con una realizacion del metodo de la invencion;

la figura 4 es una vista en perspectiva esquematica de la primera fase de una realizacion de una voladura de campana de extraccion de acuerdo con la invencion;

la figura 5 es una vista similar a la de la figura 4, pero que muestra la segunda fase de la voladura;

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la figura 6 es una vista en perspectiva esquematica de la primera fase de otra realizacion de una voladura de campana de extraccion de acuerdo con la invencion;

la figura 7 es una vista similar a la de la figura 6, pero que muestra la segunda fase de la voladura;

la figura 8 es una vista en perspectiva esquematica de una primera fase de otra realizacion mas de un metodo de

voladura de acuerdo con la invencion, voladura de retirada y relleno del tajo resultante;

la figura 9 es una vista similar a la de la figura 8, pero que muestra la segunda fase de la voladura;

la figura 10 es una vista similar a la de la figura 8, pero que muestra la tercera fase de la voladura;

la figura 11 es una vista similar a la de la figura 8, pero que muestra la cuarta fase de la voladura;

la figura 12 es una vista similar a la de la figura 8, pero que muestra una quinta fase de la voladura; y

la figura 13 es una vista similar a la de la figura 8, pero que muestra la sexta fase de la voladura.

Definiciones:

Accionar o iniciar: se refiere a la iniciacion, ignicion, o disparo de materiales explosivos, por lo general por medio de un cebador, detonador u otro dispositivo, como un reforzador, capaz de recibir la senal externa y convertir la senal para causar la deflagracion del material explosivo.

Disposicion: se refiere a un grupo de cargas explosivas discretas, preferentemente cargas explosivas en emulsion, cada una ubicada en perforaciones de sondeo adyacentes en asociacion operativa con el detonador de tal modo que las cargas se ubiquen en general dentro de una capa o seccion de roca, por lo que el accionamiento de las cargas causa la voladura o fragmentacion de la capa o seccion de roca. En realizaciones seleccionadas, el grupo de cargas forma una disposicion que se dispone sustancialmente alrededor de un plano generalmente perpendicular a una direccion general de los ejes de las perforaciones de sondeo. En realizaciones seleccionadas adicionales, los grupos de cargas que forman una disposicion se pueden disponer de una forma diferente a la plana. Se conocen numerosas disposiciones y configuraciones de disposiciones en la tecnica, incluyendo pero sin limitarse a anillos, abanicos, y cortes de varios tipos.

Carga de base: se refiere a cualquier porcion discreta de material explosivo en la proximidad de otros componentes de un detonador y asociada con esos componentes de tal manera que permita que el material explosivo actue tras la recepcion de las senales apropiadas de los otros componentes. La carga de base puede ser retenida dentro del estuche principal de un detonador, o como alternativa, puede ubicarse cerca del estuche principal de un detonador. La carga de base se puede usar para proporcionar energla de salida a una carga explosiva externa para iniciar la carga explosiva externa.

Maquina de voladura: se refiere a cualquier dispositivo que sea capaz de comunicar senales con un detonador para accionar el detonador. En el caso del detonador electronico, la comunicacion de senales puede ser, por ejemplo, para enviar senales de ARMAR, DESARMAR y DISPARAR a los detonadores y/o para programar los detonadores con unos tiempos de retardo y/o codigos de disparo. La maquina de voladura puede ser capaz de recibir informacion como tiempos de retardo o codigos de disparo de los detonadores directamente, o eso puede ser logrado por medio de un dispositivo intermedio como un dispositivo de registro para recolectar informacion del detonador y transferir informacion a la maquina de voladura.

Reforzador: se refiere a cualquier dispositivo que pueda recibir senales de indicacion de una maquina de voladura asociada, en respuesta a las senales apropiadas como una senal de DISPARO, puede producir el accionamiento de una carga explosiva discreta que forme un componente integral de reforzador. De esta manera, el accionamiento de la carga explosiva discreta puede inducir el accionamiento de una cantidad externa de material explosivo, como material cargado en una perforacion de sondeo en la roca. El reforzador puede ser cableado o inalambrico. En realizaciones seleccionadas, un reforzador puede comprender la siguiente lista no limitante de componentes: un detonador que comprenda un circuito de disparo y una carga de base; una carga explosiva en asociacion operativa con el detonador, de tal modo que el accionamiento de la carga de base por medio del circuito de disparo produzca el accionamiento de la carga explosiva; un transceptor para recibir y procesar al menos una senal de indicacion inalambrica de una maquina de voladura, estando el transceptor en comunicacion de senales con el circuito de disparo, de tal modo que tras la recepcion de una senal de indicacion de DISPARAR el circuito de disparo produzca el accionamiento de la carga de base y por lo tanto el accionamiento de la carga explosiva.

Detonador: se refiere a cualquier forma de detonador, pero en realizaciones ventajosas a un detonador electronico o electrico, y muchas formas de detonadores se conocen en la tecnica. Como mlnimo, un detonador comprende una carga de base que se va a iniciar tras la recepcion de senal apropiada, y medios como un circuito de disparo para llevar la senal apropiada para accionar la carga de base. Por lo general, muchos detonadores tambien comprenderan alguna forma de armadura que contenga uno o mas componentes de detonador. Tradicionalmente, la armadura esta compuesta de una seccion sustancialmente tubular de material (por ejemplo metal) para definir un extremo de accionamiento por percusion del detonador, en el cual reside la carga de base, y un extremo opuesto para la conexion a otros componentes o llneas de transmision de senales. En realizaciones seleccionadas, "detonador" se refiere a aquellos detonadores que incluyen medios de iniciacion programables, por ejemplo, que incluyen medios para almacenar informacion de identificacion a traves del detonador, y/o codigos de disparo del detonador. El detonador puede ser cableado o inalambrico. Los detonadores electronicos se conocen en la tecnica y

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pueden incluir medios de memoria para almacenar datos como tiempos de retardo, codigos de disparo, o information de seguridad y/o ser conectados a descodificadores u otros componentes de un dispositivo de initiation electronico.

Distal: se refiere a un extremo de una perforation de sondeo opuesto a un extremo proximal (en la que un extremo proximal esta en, adyacente a o cerca de una cara libre de roca desde la cual la perforacion de sondeo fue perforada hacia la roca, o desde la cual fue retirada roca fragmentada despues de la voladura de la roca en una cara libre). Esa cara libre puede formar parte de un pasaje. El extremo distal puede ser un extremo cerrado de la perforacion de sondeo a una distancia lejos de la cara libre de roca, por ejemplo producida por la penetration en la roca de dispositivos de perforacion como un barrido. En realizaciones alternativas, el extremo distal de una perforacion de sondeo tambien puede ser un extremo abierto si el extremo distal se extiende hacia otro pasaje en la roca lejos de la cara libre.

Pasaje: se refiere a un corte o hueco horizontal o generalmente horizontal que se extiende hacia debajo de la tierra, por encima o por debajo de un cuerpo de mineral. Por lo general, un pasaje es formado por fragmentation y extraction de roca, por ejemplo por tunelizacion. El pasaje puede proporcionar acceso para los operarios de la mina y su equipo para perforar unas perforaciones de sondeo que se extiendan hacia el cuerpo o mineral en cualquier direction para la carga con materiales explosivos, voladura y fragmentacion del cuerpo de mineral, para la extraccion por medio del pasaje y acceso del pasaje. Cualquier sitio de explotacion minera subterranea puede incluir uno, unos cuantos, o muchos pasajes, por ejemplo a diferentes niveles en relation con la superficie del suelo, o el cuerpo de mineral. En el presente documento se hace referencia algunas veces a un pasaje como tunel.

Carga explosiva/carga: en general se refiere a una portion especlfica de un material explosivo en o para colocarse en una perforacion de sondeo. Por lo general, una carga explosiva es de una forma y tamano suficiente para recibir energla derivada del accionamiento de una carga de base o un detonador, o como alternativa, energla del material explosivo que forma parte de un reforzador. La ignition de la carga explosiva debera ser suficiente para causar la voladura o fragmentacion de la roca. La constitution qulmica de la carga explosiva puede adoptar cualquier forma que sea conocida en la tecnica. En algunas realizaciones, la carga explosiva es un explosivo en emulsion a granel que tiene buena estabilidad como los proporcionados bajo la marca Fortis™ por Orica Mining Services. Capa: se refiere a cualquier capa de roca, en cualquier orientation en relacion con la horizontal, que contiene una disposition de cargas explosivas asociadas en uso con detonadores. La capa puede incluir una disposicion que este dispuesta de una forma sustancialmente plana en la capa, o una disposicion que este menos organizada en terminos de su geometrla. De esta manera, los detonadores asociados con las cargas explosivas pueden ser controlados y accionados dentro de la capa como un grupo, para fragmentar de ese modo de forma selectiva la capa segun se desee de acuerdo con la voladura deseada.

Proximal: Se refiere a un extremo de una perforacion de sondeo adyacente a o cerca de una cara libre de roca desde la cual fue perforada la perforacion de sondeo hacia la roca, o en algunas realizaciones, desde la cual la roca fragmentada fue retirada despues de la voladura de la roca en una cara libre.

Roca: incluye todos los tipos de roca, incluyendo mineral valioso. Ese mineral valioso incluye pizarra. Porcion abandonada de la masa de roca: se refiere a cualquier porcion de la masa de roca o mineral que "se deja atras" o que "se dejara atras" en un lugar subterraneo durante un proceso de voladura debido a que es flsicamente inaccesible como resultado de uno y/o uno anterior de los al menos dos eventos de iniciacion o debido a que el suelo sin soporte que es potencialmente peligroso para el acceso del personal (de tal modo que el acceso del personal pueda ser prohibido bajo regulaciones relevantes y/o debido a que pueda requerirse que permanezca en el sito de voladura para mantener la integridad estructural del sitio de voladura, incluyendo cualquier hueco creado por la extraccion de mineral de roca en el sitio de voladura. La porcion abandonada de la masa de roca comprende mineral que tiene valor y que de acuerdo con la invention se vuela en uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores sin que acceda personal a dicha porcion abandonada. Inalambrico: Se refiere a que no existen hilos flsicos (tales como hilos electricos, tubos de choque, LEDC, o cables opticos) que conecten el detonador de la invencion o componentes del mismo a una maquina de voladura o fuente de energla asociada. La energla inalambrica puede adoptar cualquier forma apropiada de comunicacion inalambrica y/o de carga inalambrica de los detonadores. Por ejemplo, esas formas de energla pueden incluir, pero no se limitan a energla electromagnetica incluyendo luz, infrarrojo, ondas de radio (incluyendo ULF) y microondas o, como alternativa, puede adoptar alguna otra forma como induction electromagnetica o energla acustica.

Conjunto de detonador inalambrico: en general la expresion "conjunto de detonador inalambrico" abarca un detonador, de forma mas preferible, un detonador electronico (que, por lo general, comprende al menos una armadura de detonador y una carga de base) as! como medios para producir el accionamiento de la carga de base tras la reception por el conjunto de detonador inalambrico de una senal de DISPARO desde al menos una maquina de voladura asociada. Por ejemplo, esos medios para producir el accionamiento pueden incluir medios receptores de senales, medios de procesamiento de senales, y un circuito de disparo que se va a activar en el caso de la recepcion de una senal de DISPARO. Los componentes preferidos del conjunto de detonador inalambrico pueden incluir ademas medios para transmitir informacion con respecto al conjunto a otros conjuntos o a una maquina de voladura, o medios para reenviar senales inalambricas a otros componentes del aparato de voladura. Otros

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componentes preferidos de un conjunto de detonador inalambrico se volveran evidentes a partir de la memoria descriptiva como un todo. La expresion "conjunto de detonador inalambrico" puede en realizaciones muy especlficas pertenecer simplemente a un dispositivo de reenvlo de senales inalambricas, sin ninguna asociacion a una unidad detonadora. En esas realizaciones, esos dispositivos de reenvlo pueden formar llneas troncales inalambricas para simplemente reenviar senales inalambricas a y desde maquinas de voladura, mientras que otros conjuntos de detonador inalambrico en comunicacion con los dispositivos de reenvlo pueden comprender todas las caracterlsticas usuales de un conjunto de detonador inalambrico, incluyendo un detonador para el accionamiento del mismo, formando en efecto llneas de ramificacion inalambricas en la red inalambrica. Un conjunto de detonador inalambrico puede incluir ademas un descodificador tal como se define en el presente documento, para retener componentes especlficos del conjunto lejos de una porcion subterranea del conjunto durante la operacion, y para ubicarse en una posicion mejor ubicada para la recepcion de senales inalambricas derivadas por ejemplo de una maquina de voladura o reenviadas por otro conjunto de detonador inalambrico.

Reforzador electronico inalambrico: se refiere a cualquier dispositivo que pueda recibir senales de indicacion inalambricas desde una maquina de voladura asociada, y en respuesta a senales apropiadas como una senal inalambrica de DISPARO, puede causar el accionamiento de una carga explosiva que forma un componente integrado del reforzador. De esta manera, el accionamiento de la carga explosiva puede inducir el accionamiento de una cantidad externa de material explosivo, como el material cargado en una perforacion del sondeo en la roca. En realizaciones seleccionadas, un reforzador puede comprender la siguiente lista de componentes no limitantes: un detonador que comprende un circuito de disparo y una carga de base; una carga explosiva en asociacion operativa con dicho detonador, de tal modo que el accionamiento de la carga de base por medio del circuito de disparo produce el accionamiento de la carga explosiva, un receptor o transceptor para recibir y procesar al menos una senal de indicacion inalambrica de la maquina de voladura, el receptor o transceptor en comunicacion de senales con el circuito de disparo de tal modo que tras la recepcion de una senal de indicacion de DISPARAR el circuito de disparo produzca el accionamiento de la carga de base del accionamiento de la carga explosiva. Preferentemente el detonador es un detonador electronico que comprende medios para producir el accionamiento de la carga de base tras la recepcion por el reforzador de una senal de DISPARAR de la al menos una maquina de voladura asociada. Por ejemplo, tales medios para producir el accionamiento pueden incluir un transceptor o medios de recepcion de senales, medios de procesamiento de senales, y un circuito de disparo que se va a accionar en el caso de la recepcion de una senal de DISPARAR. Los componentes preferidos del reforzador inalambrico pueden incluir ademas medios para transmitir information con respecto al conjunto a otros conjuntos o a una maquina de voladura, o medios para reenviar senales inalambricas a otros componentes del aparato de voladura. Tales medios para transmitir o reenviar pueden formar parte de la funcion del transceptor.

Descripcion detallada de la invencion

Las operaciones de explotacion minera subterranea, incluyendo la voladura y extraction de cuerpos de mineral ubicados debajo de la tierra, requiere destreza y experiencia tecnica considerables. En comparacion con la explotacion minera de superficie, la explotacion minera subterranea requiere una planificacion detallada. En primer lugar, la voladura se debe llevar a cabo en una secuencia y forma para el acceso optimo al cuerpo de mineral antes de la voladura (para instalar las cargas explosivas y detonadores) y durante y despues de la voladura (para extraer la roca fragmentada). Por ejemplo, una mala planificacion de un evento de voladura subterranea puede conducir a fragmentation y movimiento indeseable de roca, de tal modo que los tuneles de acceso para la extraccion del mineral queden bloqueados o sean inutiles.

Otras complicaciones de la voladura subterranea incluyen la integridad estructural de la roca que rodee al cuerpo de mineral que se va a fragmentar y a extraer. Durante la voladura se crea un hueco subterraneo, y se conocen metodos en la tecnica para ayudar a mejorar la integridad estructural de las "paredes" y el "techo" del hueco. Esas incluyen llenar el hueco o porciones del mismo, por ejemplo con material con roca residual previamente fragmentada, concreto o cemento. Otras tecnicas incluyen "dejar atras" columnas u otras masas de mineral que se van a extraer, para ayudar a soportar el techo del hueco. A pesar de ser utiles, esas tecnicas inevitablemente reducen la eficiencia del proceso de voladura y extraccion, ya sea debido al incremento de los costos o a la necesidad de dejar atras mineral valioso en el sitio de voladura.

Aun otras complicaciones adicionales de la explotacion minera subterranea implican el acceso limitado a una cara libre para volar y extraer roca, y los desaflos de loglstica y coordination para llevar equipos multiples de trabajadores mineros (y su equipo) a la cara libre en el momento apropiado. Se requiere que cada equipo efectue una tarea especlfica en la cara libre (por ejemplo, perforar o cargar perforaciones de sondeo, instalar aparatos de voladura, retirada de roca fragmentada, etc.). La administration cuidadosa de los equipos, y su movimiento debajo de la tierra es requisito para aumentar al maximo la eficiencia de las operaciones de explotacion minera. Los costos asociados con la operacion de cada equipo pueden ser significativos, y el tiempo derrochado por cualquier equipo en el sitio de explotacion minera, por ejemplo, debido a una mala administracion y coordinacion de las actividades y movimientos de los equipos, puede dar como resultado costos significativos y una baja eficiencia de la operacion de explotacion minera.

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De este modo la presente invencion, en al menos realizaciones preferidas, tiene como fin incrementar la eficiencia de las operaciones de explotacion minera proporcionando mejores metodos para la voladura de un cuerpo de mineral o roca ubicada debajo de la tierra. En realizaciones seleccionadas, la invencion permite aun la formacion de mas de una cara libre, de tal modo que la voladura secuencial, fragmentacion de roca y retirada de un cuerpo de mineral puedan tener lugar desde mas de una direccion. Dicho de otra forma, los metodos seleccionados de la invencion permiten que un cuerpo de mineral sea fragmentado y extraldo desde mas de un "lado", aliviando de este modo la limitacion de extraccion por medio de una sola cara libre.

En realizaciones seleccionadas, la invencion que se describe en el presente documento extiende los avances previos en la tecnica en relacion con el control selectivo de detonadores o conjuntos de detonadores en grupos. Por ejemplo, el documento WO2010/085837 y su solicitud de patente de EE. UU. correspondiente US2010/0212527, publicada el 26 de agosto del 2010, que se incorpora en el presente documento como referencia, describe ejemplos de metodos que son adecuados para el control selectivo de detonadores en grupos. La presente invencion no se limita a los metodos del documento US2010/0212527 para el control selectivo de detonadores en el sitio de voladura, y otros ejemplos de esos metodos y aparatos de control selectivo que se conocen en la tecnica, o que aun no han sido desarrollados en la tecnica, pueden ser aplicables a los metodos descritos en el presente documento.

Ciertas realizaciones a modo de ejemplo proporcionan metodos para la voladura de roca en un sitio de voladura subterranea, comprendiendo los metodos las etapas de: (a) peforar unas perforaciones de sondeo en la roca, teniendo las perforaciones de sondeo suficiente profundidad para permitir la carga de mas de una carga discreta de material explosivo; (b) cargar cada perforacion de sondeo con mas de una carga de tal modo que las cargas en perforaciones de sondeo adyacente formen capas de cargas discretas; (c) colocar detonadores en asociacion operativa con las cargas de cada capa; y (d) accionar de forma selectiva los detonadores y cargas asociadas de las capas, para fragmentar de ese modo algo de o toda la roca en cada capa de acuerdo con una secuencia de voladura deseada para las capas.

Tales realizaciones se ilustran solo a modo de ejemplo con referencia a la figura 1, en la que la figura 1a proporciona una vista en perspectiva esquematica de un cuerpo de roca que se va a volar, y la figura 1b proporciona una vista en corte esquematico del mismo corte de roca. El cuerpo que se muestra de forma general en 10, tiene una serie de perforaciones de sondeo 11a, 11b, 11c perforadas en esta y que se extienden desde la cara expuesta 12 en una direccion sustancialmente vertical, hacia arriba, a traves de la roca. A pesar de que la figura 1 ilustra perforaciones de sondeo sustancialmente verticales, debera apreciarse que esta orientacion es meramente para fines ilustrativos, y otras orientaciones que sean sustancialmente verticales pueden ser deseadas dependiendo de las circunstancias del sitio de voladura y el diseno de la voladura. En una realizacion, las perforaciones de sondeo pueden formar parte de un anillo de perforaciones de sondeo que se extiendan desde la cara expuesta 12. La cara expuesta 12 puede estar en un pasaje u otro hueco en el sitio de voladura.

No obstante, de una forma tlpica para las operaciones de voladura, las perforaciones de sondeo 11a, 11b, 11c se extienden hacia la roca en una direccion hacia arriba desde la cara expuesta 12 del cuerpo 10. Las perforaciones de sondeo 11a, 11b, 11c tienen suficiente profundidad para cargar en estas mas de una carga explosiva y pueden abrirse hacia otro pasaje u otro hueco en sus extremos distales o pueden ser ciegas. Por razones de ilustracion, se muestran tres cargas explosivas que se van a cargar en cada perforacion de sondeo, con las cargas explosivas 13a, 13b, 13c siendo cargadas en la perforacion de sondeo, 11a, las cargas explosivas 14a, 14b, 14c siendo cargadas en la perforacion de sondeo 11b, y las cargas explosivas 15a, 15b, 15c siendo cargadas en la perforacion de sondeo 11c. Las cargas explosivas 11a, 14a y 15a, cada una ubicada en perforaciones de sondeo adyacentes, pueden considerarse dentro de una primera capa 16 dentro del cuerpo 10, en donde la capa 16 consiste de una porcion de roca directamente adyacente a la cara 12. De igual modo, las cargas explosivas 13b, 14b, y 14c quedan dentro de la capa 17 del cuerpo 10 adyacente a la capa 16. Finalmente, las cargas explosivas 13c, 14c, y 15c se encuentran dentro de la capa 18 del cuerpo 10 adyacentes a la capa 17. Tambien pueden estar presentes perforaciones de sondeo, cargas explosivas y cargas adicionales a pesar de que eso no se muestra en la figura 1 para fines de simplicidad.

Un detonador respectivo (que no se muestra) se coloca en asociacion operativa con cada carga explosiva, de tal modo que el accionamiento de cada detonador produzca el accionamiento de su carga explosiva asociada. Los detonadores pueden ser controlados por medio de comunicaciones cableadas o inalambricas con una maquina de voladura asociada, de tal modo que sean accionados de forma selectiva. Estos pueden ser accionados de forma selectiva en grupos, con cada grupo correspondiendo a los detonadores y cargas explosivas ubicadas dentro de cada capa 16, 17, 18 en el cuerpo 10. De esta manera, cada capa se puede fragmentar de forma selectiva de acuerdo con una secuencia deseada para las capas. Por ejemplo, el operario de voladura puede desear accionar primero esos detonadores y cargas explosivas asociadas 13c, 14c y 15c ubicadas en la capa 18 del cuerpo 10, en los extremos distales de las perforaciones de sondeo 11a, 11b, 11c en relacion con la cara 12, con el accionamiento posterior de las cargas explosivas de las otras capas 16 y 17. El material fragmentado puede caer en una elevacion u otro hueco (que no se muestra) adyacente al cuerpo 10 ilustrado y en el pasaje detras de la cara expuesta 12 para la extraccion. La voladura en la capa 18 puede dar como resultado una porcion abandonada de la masa de roca, por ejemplo en las capas 16 y 17 y/o por encima de la ubicacion de la capa 18. Sin embargo, las capas 16 y 17 pueden aun ser voladas de forma segura en uno o mas eventos de iniciacion posteriores, debido a que las perforaciones de

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sondeo ya han sido formadas y cargadas con cargas explosivas 13a, 14a, 15a, y 13b, 14b, 15b y los detonadores han sido colocados en asociacion operativa con las cargas. De este modo, no es necesario el acceso del personal.

En variaciones dadas solo a modo de ejemplo, la capa 16 se puede volar en primer lugar, dejando las capas 17 y 18 como porciones abandonadas de la masa de roca pero que se pueden volar de forma segura debido a que ya han sido preparadas para la voladura, o las cargas 14a-c pueden ser iniciadas primero para formar una elevacion, seguidas por las cargas 13c, 15c para dejar unas porciones abandonadas que pueden aun ser voladas con seguridad. Como alternativa, todas las cargas explosivas en las perforaciones de sondeo 11a y 11c pueden ser iniciadas en uno o mas eventos de iniciacion discretos, para dejar un pilar o columna de roca con la perforacion de sondeo 11b cargada a traves de esta. El pilar o columna de roca se puede fragmentar posteriormente mediante la iniciacion de las cargas explosivas 14a, b, en un evento de iniciacion discreto controlado por el usuario aun sin acceso del personal.

De acuerdo con los metodos descritos, ya no es necesario perforar (perforaciones de sondeo) cargar las perforaciones de sondeo con cargas explosivas y los detonadores asociados, volar y extraer porciones de roca de una forma progresiva comenzando con la porcion de roca mas cercana a la cara expuesta. En su lugar, todas las perforaciones de sondeo perforadas son cargadas en cargas explosivas y los detonadores asociados y las cargas o sus grupos o disposiciones, se inician secuencialmente en eventos de iniciacion discretos controlados por el usuario. El operario de voladura puede elegir entonces que porciones de roca seran fragmentadas en primer lugar, sin importar su posicion en relacion con la cara expuesta, de acuerdo con un plan de voladura deseado.

Tal como se analiza, los detonadores asociados con las cargas explosivas pueden ser electronicos y controlados por una o mas maquinas de voladura asociadas que emitan senales de indicacion para los eventos de iniciacion secuencial. Las senales de indicacion pueden adoptar cualquier forma, incluyendo las senales transmitidas sobre una red cableada o un mazo de cables, o como alternativa pueden ser senales de indicacion inalambricas comunicadas por medio de cualesquiera medios inalambricos, incluyendo senales electromagneticas como senales de radio. El uso de senales de indicacion inalambricas incluyendo la transmision de senales de indicacion inalambricas a traves del suelo, ha sido propuesto en, por ejemplo, las publicaciones de patente internacionales WO2006/047823, WO2006/076777, WO2006/096920 y WO2007/124539, todas las cuales se incorporan en el presente documento como referencia.

Los detonadores asociados con las cargas explosivas que se inician en uno o mas eventos de iniciacion discretos controlados por el usuario posteriores o subsiguientes pueden ser obligados a entrar en un modo "inactivo" antes de su uso. Los detonadores inactivos (es decir, los que han entrado al modo inactivo) pueden permanecer en ese estado inactivo durante un periodo de tiempo prolongado, antes de su accionamiento posterior. De esta manera, las cargas explosivas seleccionadas y sus detonadores asociados pueden ser forzadas a entrar en un periodo de inactivacion en el que los detonadores inactivos son incapaces de actuar en ausencia de una senal de indicacion especial.

El mineral fragmentado derivado de la voladura en al menos un evento de iniciacion se puede extraer por medios automatizados (por ejemplo, roboticos), especialmente cuando la integridad y seguridad estructural del hueco sin soporte sea cuestionable.

Los inventores de la presente invencion han identificado ventajas significativas el uso combinado de explosivos relativamente estables (tales como materiales explosivos en emulsion a granel u otros materiales explosivos como explosivos en emulsion; ANFO; dinamitas, polvora; propelente) con detonadores electronicos para extraer porciones abandonadas de la masa de roca en uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion de voladura posteriores. Por ejemplo, ambos explosivos en emulsion y detonadores electronicos, al menos en las realizaciones seleccionadas, pueden ser resistentes a la degradacion por contacto con el agua. Los materiales explosivos en emulsion pueden resistir periodos prolongados en una perforacion de sondeo antes de su accionamiento. Los detonadores electronicos pueden comprender al menos armaduras sustancialmente selladas y/o estar integrados a conjuntos de detonadores que incluyan un alojamiento para evitar al menos sustancialmente la salida de agua y de polvo. Por ejemplo, los reforzadores electronicos se conocen en la tecnica, que incluyen un alojamiento para contener una porcion de un material de refuerzo explosivo, y un detonador en asociacion operativa con el material de refuerzo explosivo. La publicacion de patente internacional WO2006/096920, que se incorpora en el presente documento como referencia, describe un reforzador electronico inalambrico que esta sustancialmente sellado, que es robusto para su colocacion subterranea que es capaz de recibir senales de indicacion inalambricas, por ejemplo, senales de radio LF a traves de la roca.

De este modo, para resumir las etapas (a) a (c) tienen lugar en toda la masa de roca que se va a volar en al menos dos segmentos de iniciacion, antes de llevar a cabo al menos dos eventos de iniciacion en la etapa (d). Por lo tanto, la invencion incluye realizaciones en las cuales la perforacion o carga de las perforaciones de sondeo dentro de lo que se convertira en la porcion abandonada de la masa de roca, o el "mineral abandonado", con explosivos en emulsion y detonadores electronicos tiene lugar antes de la fragmentacion y distraccion del mineral que rodea el mineral abandonado en un evento de iniciacion. De esta manera, un volumen total de mineral subterraneo puede ser perforado y cargado listo para su voladura, pero solo las porciones seleccionadas del volumen pueden ser

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fragmentadas y extraldas por medio de un evento inicial, dejando atras porciones seleccionadas de mineral no fragmentado, por ejemplo para ayudar a mantener la integridad estructural del hueco subterraneo o que sean de otro modo mineral abandonado. Sin embargo, debido a que las porciones seleccionadas de mineral subterraneo ya han sido perforadas y cargadas con una combinacion de material explosivo de los detonadores electronicos, puede requerirse que los detonadores entren en un "modo inactivo" y permanezcan inactivos, posiblemente durante un periodo prolongado, hasta el uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores. Una vez que ha transcurrido el periodo, un minero puede entonces elegir fragmentar y extraer las porciones seleccionadas de un mineral no fragmentado que fueron dejadas atras despues del ciclo de voladura inicial. Por ejemplo, puede ser transmitida una senal de indicacion inalambrica de disparar desde una maquina de voladura mecanizada en o por encima de una superficie del suelo, a traves del suelo hacia los detonadores electronicos inalambricos ubicados dentro de las porciones seleccionadas de la roca no fragmentada en asociacion con explosivos en emulsion. En este escenario, la precarga de los pilares u otras estructuras de soporte, u otro mineral abandonado, con una combinacion de explosivos en emulsion y detonadores electronicos inalambricos permite que los pilares y estructuras de soporte sean "derribados" posteriormente desde un lugar por encima del suelo, sin necesidad de que este presente personal o equipo del equipo de voladura subterranea. Si el sitio de voladura subterranea permanece seguro, a pesar de la fragmentacion de los pilares u otras estructuras de soporte, otro mineral abandonado, entonces el mineral fragmentado derivado de la voladura del mineral abandonado puede entonces ser extraldo por medios convencionales o automatizados.

En realizaciones seleccionadas, en la etapa (a) del metodo cada perforacion de sondeo se perfora a una profundidad suficiente para ser cargada en la etapa (b) por mas de una carga discreta, de tal modo que las cargas en perforaciones de sondeo adyacente formen capas de cargas discretas, y en la etapa (d) los detonadores y cargas asociadas de cada capa sean accionados de forma selectiva, para fragmentar de ese modo la roca alrededor de cada capa en el pilar o masa de roca de acuerdo con una secuencia de voladura deseada para las capas. Por ejemplo, cada capa de cargas puede comprender una disposicion sustancialmente plana de cargas discretas ubicadas en perforaciones de sondeo adyacentes, estando cada disposicion sustancialmente plana dispuesta alrededor de un plano generalmente perpendicular al eje de la perforacion de sondeo. Cada disposicion plana puede estar orientada en cualquier angulo en relacion con la horizontal. Por ejemplo, cada disposicion sustancialmente plana se puede disponer alrededor de un plano que sea al menos sustancialmente horizontal o vertical, o un plano que intercepte un plano horizontal en un angulo de 0 a 90°. En realizaciones seleccionadas, al menos algunas de las capas se vuelan en una secuencia que comienza con una capa en los extremos distales de las perforaciones del sondeo, con la voladura posterior de las capas de retirada hacia los extremos proximales de las perforaciones de sondeo. De esta manera, puede ser creado un hueco en la roca en un lugar remoto de la cara de roca, para generar de ese modo un pilar de soporte u otra estructura de soporte entre la cara y una nueva cara creada volando las capas en una secuencia de retirada hacia los extremos proximales de las perforaciones de sondeo.

Otras realizaciones adicionales incluyen metodos para extraer un cuerpo de mineral que se extiende por encima de un pasaje formado a traves de una porcion inferior del cuerpo. Esos metodos son abarcados por y se expanden hacia arriba tal como se ha descrito en lo que antecede en realizaciones de la invention, para permitir la extraction de un gran volumen de mineral de un solo pasaje, con menor necesidad de pasajes multiples, como sera evidente a partir de la siguiente description y las figuras adjuntas. En realizaciones seleccionadas esos metodos comprenden ademas formar al menos una elevation en el mineral que se extiende en una direction generalmente hacia arriba desde el pasaje inferior por lo que uno de los al menos dos eventos de iniciacion, material a partir del cuerpo de mineral adyacente a la elevacion se fragmenta y cae hacia la elevacion y el pasaje inferior para su extraccion por medio del pasaje inferior, dejando un hueco, y por lo tanto en uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores, material a partir del cuerpo de mineral se fragmenta y cae al menos parcialmente hacia el hueco.

A pesar de que este metodo, al menos tras la consideration inicial, parece ser muy simple en cuanto a su naturaleza, la provision de un solo pasaje para extraer todo el cuerpo de mineral es permitida con solo un ciclo de perforacion y carga de las perforaciones de sondeo, y la colocation de los detonadores, en virtud del accionamiento selectivo de los detonadores. Ventajas adicionales de tales metodos, as! como etapas adicionales, se volveran evidentes a partir de la siguiente descripcion de las figuras 2 y 3, as! como de las figuras posteriores.

Las figuras 2 y 3 proporcionan una comparacion de tecnicas conocidas en la tecnica para la extraccion (que tambien se conoce como explotacion por tajos) de un cuerpo de mineral que se extiende hacia arriba en una direccion inclinada, tal como se muestra por cada corte transversal adjunto a traves del cuerpo A-A'. A pesar de que las figuras 2 y 3 ilustran un cuerpo de mineral inclinado, este tipo de cuerpo de mineral se muestra simplemente para fines ilustrativos, los metodos descritos en el presente documento se aplicaran a una amplia gama de orientaciones y configuraciones de cuerpos de mineral.

Las figuras 2a a 2h ilustran tecnicas que se conocen en la tecnica para volar y extraer el cuerpo de mineral que se muestra en general en 30, que se ubica debajo de la tierra y al menos sustancialmente rodeado por otra roca o material subterraneo 31. Las figuras 2a a 2h muestran el progreso de eventos secuenciales para fragmentar o extraer el mineral en una serie de fases, comenzando en la figura 2a con la formation del acceso al pasaje superior 32 en la porcion central superior del cuerpo 30. En la figura 2b el acceso al pasaje superior 32 se expandio para formar el pasaje superior 33. En las figuras 2c y 2d el proceso se repitio, formando primero el acceso al pasaje

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medio 34 en la figura 2c, y entonces por expansion del acceso al pasaje medio 34 para formar el pasaje medio 35 en la figura 2b. En la figura 2c se muestran cables y pernos de cable en general en 36 para ayudar a apuntalar la porcion de techo inclinada 37 del pasaje 35 (tal como se muestra en el corte transversal A-A' de la figura 2c).

En la figura 2f se repitio una vez mas el proceso de formacion del pasaje, primero para formar el acceso al pasaje inferior 38 y entonces el pasaje inferior 39. Las perforaciones de sondeo 40 se perforan posteriormente hacia el cuerpo restante 30 por medio del acceso a los pasajes superior, medio e inferior (33, 35, 39). En realidad, el aparato 41 se muestra en el pasaje inferior 39 en el proceso de perforacion o perforaciones de sondeo 40 en una porcion del cuerpo 30 ubicada entre el pasaje inferior 39 y el pasaje medio 35. El corte transversal A-A' ilustra como se perforan las perforaciones de sondeo 40 en una direccion inclinada hacia arriba, generalmente paralela a la inclinacion general hacia arriba desde el cuerpo de mineral 30. A continuacion, tal como se muestra en la figura 2g, las perforaciones de sondeo seleccionadas adyacentes a los extremos ciegos opuestos de los pasajes, cargados con detonadores y cargas explosivas asociadas (por ejemplo, cargas explosivas en emulsion) se accionan, por ejemplo por transmision a los detonadores de una serial de indicacion para DISPARAR desde una maquina de voladura asociada. El resultado, tal como se muestra en la figura 2g, es la fragmentacion y calda de roca alrededor de esas perforaciones de sondeo hacia el pasaje medio 35 y el pasaje inferior 39, dando como resultado pilas de roca fragmentada para su extraccion por medio de los pasajes 35, 39 y los accesos a los pasajes 34, 38 para formar elevaciones estrechas 42 que se muestran claramente en un extremo del corte transversal A-A'.

Posteriormente, tal como se muestra en la figura 2h, las perforaciones del sondeo 40 inmediatamente adyacentes a las elevaciones 42r y sobre los lados opuestos de estas, son cargadas y voladas, y entonces las perforaciones del sondeo restantes adyacente 40 son cargadas y voladas en una secuencia de retirada, que se ilustra mediante las flechas 43. Los pasajes 33, 35, 39 son requeridos para acceder a y cargar las perforaciones de sondeo para cada ciclo de voladura, de tal modo que la secuencia de retirada de fragmentacion de roca pueda ser lograda. Observese que el corte transversal A-A' en la figura 2h, que ilustra como la porcion inferior del cuerpo 30 entre el pasaje medio 35 y el pasaje inferior 39 se vuela de una forma en retirada ligeramente antes de la voladura de la porcion superior del cuerpo 30 entre el pasaje superior 32 y el pasaje medio 35. De esta manera, la roca fragmentada tiende a caer al pasaje inferior 39, la porcion inferior del sitio de voladura subterranea, para su extraccion por medio del pasaje inferior 39 y el acceso al pasaje 38. En general, la extraccion es por medio de un vehlculo automatizado tal como se muestra, debido a que no es seguro que el personal pase mas alla de la cresta, la esquina inferior mas externa, de la masa de roca restante en cualquier momento.

De acuerdo con las realizaciones de la tecnica anterior que se ilustran en la figura 2, se requieren pasajes multiples para formar las perforaciones del sondeo 40, y entonces acceder a las mismas y cargarlas a todos los niveles del cuerpo 30, y el disparo secuencial de las perforaciones de sondeo en una secuencia de retirada lineal es un requisito para mantener el acceso al cuerpo de mineral. El diseno de la mina subterranea, y la secuencia de voladura y extraccion son controlados por la geometrla del cuerpo de mineral y el acceso al pasaje, que debe ser mantenido a traves de todas las fases de operacion para asegurar la accesibilidad a las perforaciones de sondeo para la carga y comunicacion apropiada con la maquina de voladura.

Como contraste, las maquinas de la presente invention permiten la carga de cargas en todas las perforaciones de sondeo en un solo ciclo, con la option de cargas multiples en cada perforacion de sondeo, con el control selectivo de las cargas y los detonadores asociados en al menos dos eventos de initiation controlados por el usuario.

Las figuras 3a a 3h muestran una secuencia progresiva de eventos para una realization a modo de ejemplo de un metodo de voladura y extraccion de roca de un lugar subterraneo, de acuerdo con las ensenanzas en el presente documento. Para cada figura, se proporciona un corte transversal A-A' para ayudar a comprender la orientation de la roca que se va a extraer. Al igual que para las figura 2, la figura 3 ilustra un cuerpo de mineral que se extiende en una inclinacion hacia arriba en relation con la horizontal. Sin embargo esta disposition es solo para fines ilustrativos, y los metodos descritos en el presente documento pueden ser aplicados a muchos si no es que a todas las otras disposiciones y orientaciones para el cuerpo de mineral.

Con referencia especlfica a la figura 3a, el cuerpo de mineral se muestra en general en 30, con la roca circundante o adyacente al cuerpo que se muestra en 31. Solo se requiere un pasaje de acceso inferior 38 y el pasaje inferior 39 para instigar la extraccion de todo el cuerpo de mineral 30. Las perforaciones de sondeo 40 se perforan desde el pasaje 39 en una direccion generalmente hacia arriba a todo lo largo del pasaje 39 del cuerpo de mineral, por ejemplo por el aparato 41, de tal modo que se extiendan una longitud significativamente hacia las regiones superiores del cuerpo 30. Todas las perforaciones de sondeo son entonces cargadas con cargas explosivas (que no se muestran), por ejemplo que comprende explosivos en emulsion, en cubiertas multiples separadas por material de atraque y uno o mas detonadores se colocan en asociacion operativa con las cargas explosivas. Preferentemente los detonadores son inalambricos tal como se ha descrito en lo que antecede. Cuando se requiera, las cargas se colocan en lugares predeterminados a lo largo de las perforaciones de sondeo. En realizaciones preferidas, los detonadores y cargas asociadas pueden ser accionados de forma selectiva en grupos, pero como sera evidente el metodo de voladura comprende eventos de iniciacion secuenciales por una maquina de voladura, cada una de una o mas cargas explosivas a traves de una o mas perforaciones de sondeo y cada uno de un evento de iniciacion

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discreto controlado por el usuario. De este modo, por ejemplo, un usuario debe actuar para iniciar cada evento de iniciacion a un tiempo deseado.

En la figura 3b, esos detonadores y cargas asociadas dentro de dos perforaciones de sondeo seleccionadas, cada una a la mitad entre el pasaje de acceso 38 y el extremo ciego respectivo del pasaje 39, y opcionalmente dentro de perforaciones de sondeo adyacentes, han sido accionados de forma selectiva para formar dos elevaciones o huecos que se extienden hacia arriba 51, 52, en el cuerpo 30, con la roca fragmentada derivada de esta voladura inicial cayendo hacia el pasaje 39 para formar pilas 53, 54, para la extraccion remota por medio del pasaje 39 y el pasaje de acceso 38. Esas porciones del cuerpo de mineral 30 mas alla de las elevaciones 51, 52 son mineral abandonado. Posteriormente, tal como se muestra en la figura 3c, sin ningun acceso de personal a las areas mas alla de las elevaciones 51, 52, los detonadores y las cargas en las perforaciones de sondeo 55 adyacentes a la elevacion 51 se accionan de forma selectiva de ese modo para ensanchar la elevacion 51, 52 nuevamente con el material fragmentado siendo retirado por control remoto del extractor.

En la figura 3d, los detonadores y cargas en los extremos distales superiores de las perforaciones del sondeo 55 se accionan de forma selectiva, de tal modo que la roca fragmentada caiga hacia el pasaje inferior 39 por medio del hueco 51, para ensanchar de ese modo la porcion superior de elevacion 51 mediante la retirada de la roca que se muestra mediante la flecha 56. Nuevamente, la roca fragmentada resultante es extralda del sitio por medio del pasaje inferior 39 y el acceso al pasaje 38. En virtud de los metodos descritos en el presente documento, los detonadores y cargas explosivas se accionan en los extremos distales de las perforaciones de sondeo, de tal modo que la roca fragmentada resultante pueda caer a, o ser extralda de, el pasaje inferior 39, de tal modo que el control de accionamiento selectivo de los detonadores o de la necesidad de pasajes multiples en el sitio de explotacion minera subterranea. Esto se debe a que los metodos descritos en el presente documento evitan la necesidad anterior de carga y accionamiento de explosivos en las perforaciones de sondeo en una secuencia de retirada, para mantener un acceso flsico seguro. En su lugar, los metodos descritos en el presente documento permiten que los detonadores y cargas asociadas sean accionados de forma selectiva, de forma secuencialmente individual o en grupos, sin importar su posicion en relacion con una cara abierta o pasaje. Esto, a su vez, abre la puerta a una amplia variedad de patrones y secuencias de voladura, un ejemplo de lo cual se ilustra en la figura 3.

En la figura 3e, ha tenido lugar la activacion selectiva adicional de grupos de detonadores tanto para ensanchar la elevacion inicial 52, como para fragmentar la roca adyacente a las perforaciones de sondeo que se extienden a cada lado de las elevaciones iniciales 51 y 52. En particular, las capas de detonadores y cargas asociadas en las regiones superiores del cuerpo 30 asociadas con las perforaciones 56 han sido accionadas para fragmentar roca adyacente de tal modo que la roca fragmentada resultante caiga hacia abajo de la (ahora ensanchada) elevacion 51 y hacia el pasaje 39 para la extraccion. De igual modo, las capas de detonadores y cargas asociadas en las regiones superiores del cuerpo 30 asociadas con las perforaciones de sondeo 57 y 58 han sido accionadas para fragmentar roca adyacente de tal modo que la roca fragmentada resultante caiga hacia abajo de la (ahora ensanchada) elevacion 52 y hacia el pasaje 39 para la extraccion a control remoto. Las capas inferiores de detonadores y cargas explosivas asociadas con las perforaciones de sondeo 55, 56, 57 y 58 tambien han sido accionadas, nuevamente para hacer que la roca adyacente se fragmente y caiga hacia el pasaje 39 para la extraccion a control remoto. Una vez mas, la capacidad para accionar de forma selectiva los detonadores y cargas asociadas en grupos, sin importar su posicion en el sitio de voladura en relacion con los pasajes, permite que el cuerpo 30 sea fragmentado y extraldo en virtualmente cualquier patron deseado y extraldo por medio del pasaje inferior 39. La extraccion a control remoto de la roca fragmentada que cayo al pasaje 39 es requisito debido a que el vehlculo extractor se esta moviendo mas alla de las crestas mas cercanas 60 de roca estable hacia el pasaje de acceso 38 sin que la roca en el hueco mas alla de las crestas se haya establecido.

En la figura 3f, ha tenido lugar una accion selectiva adicional mas de los detonadores y cargas restantes en las perforaciones de sondeo 55, de tal modo que el mineral abandonado del lado izquierdo del cuerpo (tal como se ve en la figura) ha sido completamente retirado. De igual modo, en la figura 3g ha tenido lugar la activacion selectiva adicional de los detonadores y cargas restantes en las perforaciones 58, de tal modo que el mineral abandonado del lado derecho del cuerpo (tal como se observa en la figura) ha sido retirado completamente. Esencialmente, una columna o pilar central de mineral no fragmentado 59 permanece en el sitio de voladura, y esta columna puede si se requiere por razones estructurales, ser dejada en su lugar durante un periodo prolongado, por ejemplo hasta que el personal y equipo de la mina hayan sido evacuados de la proximidad inmediata del sitio de voladura. Los detonadores y cargas asociadas ubicadas en la columna 59 pueden entrar en un modo inactivo durante un periodo prolongado hasta un tiempo adecuado para "derrumbar" (es decir, fragmentar) y extraer la columna de material mineral. Como alternativa, si la integridad estructural del sitio es poca o no importa, puede tener lugar rapidamente la voladura selectiva de las capas superiores de la columna 59.

La voladura selectiva de las capas superiores de la columna 59 y entonces de la roca restante del cuerpo de mineral 30 se muestra en la figura 3h. Esto continua hasta completar la fragmentation y extraccion de todo el cuerpo 30 del sitio de voladura por medio de un solo pasaje 39 y el pasaje de acceso 38.

Por lo tanto, comparando la secuencia de eventos a traves de las figuras 2 y 3, se puede observar facilmente que los metodos descritos en el presente documento presentan ventajas significativas sobre los de la tecnica anterior. Las

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siguientes etapas en la presente realizacion de la invencion, que implica el accionamiento selectivo de detonadores y cargas asociadas en grupos dentro de las perforaciones de sondeo, amplia de forma significativa las opciones disponibles a un operario de voladura cuando disene la secuencia de voladura y extraction: (a) perforar unas perforaciones de sondeo en una direction generalmente hacia arriba desde un pasaje inferior hacia el cuerpo, o hacia abajo desde un pasaje superior hacia un pasaje inferior; (b) cargar todas las perforaciones de sondeo con al menos una, y usualmente mas de una, carga de material explosivo (por ejemplo, material explosivo en emulsion, u otro material explosivo relativamente estable); (c) colocar detonadores en asociacion operativa con las cargas; (d) formar al menos una elevation inicial en el mineral que se extiende en una direccion generalmente hacia arriba desde el pasaje, opcionalmente mediante el accionamiento de detonadores y cargas asociadas en al menos una perforation de sondeo; (e) accionar de forma selectiva los detonadores y cargas asociadas de una portion superior del cuerpo de mineral de los extremos distal/superior de las perforaciones de sondeo adyacentes a al menos una elevacion, para fragmentar de ese modo la roca de la porcion superior, de tal modo que la roca fragmentada caiga hacia debajo de la al menos una elevacion y hacia el pasaje inferior, para su extraccion por medio del pasaje. Los metodos incluyen el accionamiento selectivo de los detonadores y cargas asociadas en porciones adicionales en una secuencia progresiva con una retirada desde los extremos distal/superior de las perforaciones de sondeo adyacentes a al menos una elevacion, para fragmentar de ese modo la ruta de porciones adicionales, de tal modo que la ruta fragmentada caiga hacia debajo de la al menos una elevacion y hacia el pasaje, para extraccion por medio del pasaje, para ensanchar de ese modo la elevacion.

Pasando a continuation a las figuras 4 y 5, en estas se muestra un ejemplo de disparo de campana de extraccion usando una realizacion del metodo de la invencion. Una campana de extraccion es un cuerpo de mineral 100 que se expande hacia arriba y hacia fuera desde el fondo del cuerpo, en la que un pasaje inferior 102 se muestra como si se hubiese formado. De este modo, el cuerpo 100 se ahusa hacia abajo y en sentido lateral, en relation con la longitud del pasaje 102, hacia el pasaje.

La explotacion minera en campana de extraccion es una parte estandar de una mina en forma de cueva en bloque y otros metodos de explotacion minera subterranea a gran escala. Por lo general, la campana de extraccion, el cuerpo de mineral 100, se vuela en dos fases debido a que el hueco disponible, el pasaje 102 y una elevacion 104 que se forman en el cuerpo de mineral, no es lo suficientemente grande para disparar la campana de extraccion en una voladura sin el riesgo de "congelar" el mineral fragmentado.

Por lo general, la campana de extraccion 100 es preperforada con perforaciones de sondeo (que no se muestran por claridad) que se extienden en una serie de abanicos o anillos separados regularmente a lo largo del cuerpo (en la direccion del pasaje 102) desde el pasaje inferior 102 hasta la parte superior 106 del cuerpo, o adyacente a la parte superior. De este modo, las perforaciones de sondeo mas externas en cada abanico se extenderian sustancialmente paralelas a las caras laterales inclinadas 108 y 110 de la campana de extraccion, mientras que las perforaciones de extraccion intermedias se extenderan a angulos que se reducen de forma gradual hacia una porcion central, aproximadamente vertical.

La elevacion 104 se forma adyacente a la cara lateral 110 cargando una o mas de las perforaciones de sondeo en ese lugar con cargas explosivas y detonadores asociados iniciando las descargas. El material fragmentado caera a traves del hueco resultante hacia el pasaje inferior 102 para su extraccion a control remoto o de otro modo. En esta fase, el pasaje 102 debajo de la campana de extraccion 110 es aun seguro para el acceso del personal debido a que estos pueden pasar a traves del pasaje 102 sin quedar atras del hueco creado por la elevacion 104. El material extraido puede ser retirado del pasaje inferior 102 por medio de un pasaje de acceso (que no se muestra) en el extremo izquierdo del pasaje 102 (en la figura).

Tradicionalmente, las perforaciones de sondeo en el cuerpo de mineral 100 hacia el lado de la elevacion 104 lejos del pasaje de acceso sedan entonces cargadas con cargas explosivas y los detonadores ensuciados y disparadas para fragmentar el cuerpo de mineral, o una porcion seleccionada de este, hacia el lado de la elevacion 104. El material fragmentado se expande hacia la elevacion 104 y cae hacia el pasaje inferior 102. Esto se muestra en la figura 5, con el material fragmentado al que se hace referencia como 112. A medida que el material fragmentado caiga hacia el pasaje inferior 102, es creado un hueco 114 por encima de este.

El acceso a la porcion restante 116 del cuerpo de mineral mas cercana al pasaje de acceso es evitado por la roca fragmentada 118 en el pasaje inferior 102, y de este modo deben ser retirados a distancia o de otro modo antes de volar la porcion 116.

Antes de que la porcion 116 sea volada, en el procedimiento tradicional, las perforaciones de sondeo deben ser cargadas con cargas explosivas y los detonadores asociados. Se apreciara que cualquier referencia en el presente documento a detonadores asociados incluye ubicarlos en o adyacentes a las cargas explosivas en las perforaciones de sondeo, conectarlas si no son inalambricas, y asegurar que esten en comunicacion operativa con una maquina de voladura asociada.

Un problema con la limpieza de la roca fragmentada en el pasaje inferior 102 detras de la porcion mineral 116 y la carga de las perforaciones de sondeo y los detonadores asociados en la porcion 116 es que es probable que la

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porcion 116 haya sido danada por la voladura para crear material fragmentado 112, dejando la porcion 116 potencialmente como solo sin soporte y por lo tanto mineral abandonado aun despues de que el material 118 haya sido retirado. Esto puede hacer el acceso a la porcion 116 para cargar las cargas explosivas y los detonadores asociados riesgoso y/o contrario a las regulaciones. Para superar esto, la porcion 116 tendrla que ser soportada y/o reforzada estructuralmente.

Esta dificultad es aliviada de acuerdo con la realizacion de la invencion por la porcion de carga 1116 con cargas explosivas y los detonadores asociados inicialmente, es decir, al mismo tiempo que la primera porcion del cuerpo 100 sea volada. Como con los detonadores en la primera porcion, los detonadores en la porcion 116 pueden ser cableados o inalambricos, pero son, de forma ventajosa, inalambricos para aliviar el riesgo de dano a su conexion a la maquina de voladura durante la voladura de la primera porcion para crear el material fragmentado 112.

El explosivo en emulsion a granel en las cargas explosivas en la porcion 116 tambien debera ser estable contra la desensibilizacion como resultado de la voladura en la primera porcion, preferentemente requiriendo explosivos en emulsion a granel estables como los del tipo previamente mencionados. Los explosivos en emulsion tambien deberan ser suficientemente estables para no desensibilizarse en el periodo de tiempo entre la voladura de la primera fase y la voladura de la segunda porcion 116. El retardo puede ser simplemente durante el tiempo que lleve limpiar el material fragmentado 118 en el pasaje inferior 102, incluyendo todo o la mayorla del material fragmentado 112 que continuan cayendo hacia el pasaje inferior 102 a medida que se cree un nuevo hueco en el pasaje inferior por la retirada del material 118.

Como alternativa, la voladura de la porcion 116 puede ser retardada mas por cualquier tecnico, por razones de seguridad o comerciales. Durante este tiempo, no debera requerirse acceso del personal debajo de la porcion 116. De igual modo, la extraccion del material fragmentado 118 debera ser efectuada a distancia. Debera apreciarse de lo anterior que la voladura de la porcion 116 es un aliento de iniciacion separado y secuencial controlado por el usuario a la voladura de la primera porcion que de como resultado el material fragmentado 112. Todas las cargas explosivas individuales en cada una de esas porciones pueden ser iniciadas juntas, es decir, al mismo tiempo o de una forma por fases, o grupos de estas pueden ser iniciadas como eventos discretos.

El material fragmentado de la porcion 116 caera hacia el hueco dejado por el material fragmentado 112 de la primera porcion y hacia el pasaje inferior 102, y se puede extraer a distancia desde el pasaje inferior 102 y el pasaje de acceso.

Pasando a continuation a las figuras 6 y 7, en estas se muestra otra variation del disparo de campana de extraccion tradicional usando una realizacion del metodo de la invencion. La campana de extraccion, el pasaje inferior y la perforation de las perforaciones de sondeo as! como su carga con cargas explosivas y los detonadores asociados es la misma que en el metodo de acuerdo con la invencion que se describe con referencia a las figuras 4 y 5, de tal modo que por conveniencia no se describira nuevamente. Ademas, han sido usados los mismos numeros de referencia para las mismas partes.

La diferencia en las figuras 6 y 7 sobre las figuras 4 y 7 es que los eventos de iniciacion secuenciales controlados por el usuario, estan separados horizontalmente en lugar de verticalmente. En la presente realizacion, por lo tanto, la elevation 120 se forma verticalmente en el centro del cuerpo de mineral 100, y solo desde el pasaje inferior 102 hasta aproximadamente la mitad de la cara superior 106. Esto es logrado sin disparar los detonadores en la porcion superior de las perforaciones de sondeo alrededor de las cuales se formo la elevacion 120. Dependiendo de las condiciones del suelo, la elevacion 120 puede pasar hasta la altura total de la campana de extraccion 100, es decir, hacia la cara superior 106. Ademas, la elevacion puede estar en cualquier otro lugar dentro del cuerpo de mineral 100, y/o puede existir mas de una elevacion, siempre que pueda ser logrado el resultado deseado.

El resultado deseado del primer evento de iniciacion discreto controlado por el usuario, secuencial, se muestra en la figura 7. Este es similar al de la figura 5, excepto por que es la porcion inferior del cuerpo de mineral 100 la que se vuela en primer lugar completamente alrededor de la elevacion 120 para alcanzar el mineral fragmentado 122. El mineral fragmentado se muestra como si hubiese caldo hacia el pasaje inferior 102 en 124, dejando el hueco 126 por encima del material fragmentado 122 y debajo de la segunda fase, la porcion no volada 128 del cuerpo de mineral 100.

La segunda porcion, superior, 128 del cuerpo de mineral es mineral abandonado, en el sentido de que pudo haber sido danado durante la voladura de la primera porcion inferior, este es solo sin soporte, y el acceso a este es bloqueado por el material 122 y 124. Algo de o todo ese material puede ser retirado por extraccion remota antes de volar la segunda porcion 128, pero esto puede no ser necesario del todo debido a que el material cuando sea volado pueda caer hacia el hueco 126. Si el material fragmentado 122 y 124 de la primera porcion es retirado en primer lugar, la segunda porcion fragmentada 128 puede caer directamente hacia el pasaje inferior 102, al menos en parte para su recuperation por extraccion remota. Como en la realizacion de las figuras 4 y 5, la primera y la segunda porciones de la campana de extraccion 100 pueden cada una ser voladas al mismo tiempo o durante un periodo de tiempo por medio de un solo evento de iniciacion o una pluralidad de eventos de iniciacion. Sin embargo, preferentemente cada una se vuela en un solo evento de iniciacion, con las dos porciones siendo voladas en dos eventos de iniciacion discretos controlados por el usuario, secuenciales.

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Este metodo podrla aplicarse a multiples metodos de explotacion por tajos, por lo que la retirada vertical a traves de multiples eventos de iniciacion discretos puede tener lugar sin acceso humano. Tambien sera posible desarrollar elevaciones orificio arriba largas y "ciegas" usando la misma metodologla.

Las figuras 8 a 13 ilustran una realizacion de un metodo de voladura de acuerdo con la invencion usando la explotacion por tajos y relleno. Un metodo comun de relleno de huecos subterraneos creados por explotacion minera es usar roca fragmentada o relleno posterior con o sin estabilizacion con cemento. Este material de relleno puede convertirse en una fuente de dilucion del mineral debido a que porciones de mineral adyacentes al relleno son extraldas. La presente realizacion del metodo de la invencion permite haber dejado en su lugar un pilar de contention para evitar la dilucion del relleno mientras la mayorla del tajo sea volado y explotado en uno o mas eventos de iniciacion discretos controlados por el usuario. El pilar de contencion de mineral es entonces volado y explotado en un evento de iniciacion discreto controlado por el usuario posterior.

Haciendo referencia en primer lugar a la figura 8, el cuerpo de mineral 150 se muestra como si hubiese sido parcialmente explotado para dejar un tajo abierto 152 que ha sido llenado con relleno 154. Tradicionalmente, el cuerpo de mineral 150 es explotado con explotacion minera de retirada, con el mineral fragmentado (del extremo izquierdo del cuerpo de mineral en las figuras) siendo extraldo desde un pasaje inferior 156 a traves de un pasaje de acceso 158 y siendo el relleno introducido hacia, el tajo abierto 152 por medio de otro pasaje de acceso 160 (ambos pasajes de acceso se ilustran de forma esquematica) y un acceso superior 162.

En la practica actual, la voladura del cuerpo de mineral 150 puede ser tal como se describe con referencia a las figuras 2a a 2h desde un extremo del cuerpo de mineral 30, por ejemplo tal como se muestra en el extremo izquierdo de las figuras 2g y 2h, aunque con solo los pasajes superior e inferior 162 y 156. De este modo, todas las perforaciones de sondeo en el cuerpo de mineral 150 pueden ser perforadas antes de volar cualquiera de los cuerpos de mineral, pero solo las perforaciones de sondeo en la porcion del cuerpo de mineral que se va a volar en un solo evento de iniciacion discreto son cargadas con cargas explosivas y los detonadores asociados.

Antes de cada evento de iniciacion, el material fragmentado de cualquier evento de iniciacion previo es extraldo por medio del pasaje inferior 156 y el pasaje de acceso 158 y el hueco resultante a lo largo del cuerpo de mineral restante es llenado con relleno, por ejemplo y solo para los presentes fines, tal como se ilustra en la figura 9. Entonces es necesario retirar algo del relleno lejos del pasaje inferior 156 y el pasaje de acceso 158 para crear un hueco en el cual el material recien volado se pueda fragmentar, tal como se ilustra en 164 en la figura 8. Sin embargo, el material recien volado se mezclara entonces con el relleno, con el resultado que algo del mineral fragmentado se pierda.

La realizacion de acuerdo con la invencion se ilustra en las figuras 9 a 13. En la presente realizacion, en la figura 9 el relleno se ilustra llenando el tajo abierto 152 y endurecido contra el extremo adyacente 166 del cuerpo de mineral 150. Al igual que en lo que antecede, todas las perforaciones de sondeo pueden ser perforadas a traves de todo el cuerpo de mineral desde el pasaje inferior 156 hasta el pasaje superior 162 o adyacente a este (desde la primera voladura en el cuerpo de mineral 150 dando como resultado el comienzo del tajo abierto 152 o desde la primera voladura que tuvo lugar en la fase que se ilustra en la figura 9). De igual modo, de acuerdo con la invencion, todas las perforaciones de sondeo pueden ser cargadas con cargas explosivas y los detonadores asociados, preferentemente detonadores inalambricos, o de forma menos conveniente, solo esas perforaciones de sondeo en, por ejemplo, el extremo izquierdo del cuerpo de mineral 150 que se ilustra en la figura 9 pueden ser cargadas, en cualquier caso para efectuar dos o mas eventos de iniciacion discretos controlados por el usuario, secuenciales, pero no necesariamente consecutivas. Tal como se muestra en la figura 9, se forma una elevation 168 a traves del cuerpo de mineral 150 desde el pasaje inferior 156 hasta el pasaje de acceso 162 a una distancia separada de la cara extrema existente 166 suficiente para formar un pilar 170 (vease la figura 10) para soportar el relleno y reducir al mlnimo la contamination del resto del cuerpo de mineral cuando sea volado. La elevacion 168 puede ser formada volando las cargas explosivas en una o mas perforaciones de sondeo.

Haciendo referencia a la figura 10, parte del cuerpo de mineral 150 hacia el lado de la elevacion 168 lejos de la cara extrema 166, y parte del cuerpo de mineral sobre el mismo lado que la cara extrema 166 se vuelan en uno o mas eventos de iniciacion discretos controlados por el usuario para fragmentar esas partes del cuerpo de mineral, tal como se muestra en 172 y dejar el pilar residual 170.

Tal como se ha hecho notar en lo que antecede, ademas de las perforaciones de sondeo en el material del pilar 170, las perforaciones de sondeo voladas en esta fase pueden ser las unicas cargadas con material explosivo y sus detonadores asociados. Como alternativa, las perforaciones de sondeo en la portion residual 174 del cuerpo de mineral tambien pudieron haber sido cargadas con cargas explosivas y los detonadores asociados para esperar uno o mas eventos de iniciacion separados.

En la figura 11, el material fragmentado 172 ha sido retirado por medio de un extractor remoto (que no se muestra) a traves del pasaje inferior 156 y el pasaje de acceso asociado 158, dejando el pilar 170 de mineral abandonado soportando el material de relleno 154, y por lo tanto material mineral extraldo 172 al menos sustancialmente libre de contaminacion por el material de relleno.

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En la figura 12, el material precargado del pilar 170 se vuela sin acceso de personal separado, para producir el material de pilar fragmentado 176. Este esta en contacto con el material de relleno 154, y por lo tanto estara al menos parcialmente contaminado por el material de relleno cuando sea extraldo a traves del pasaje inferior 156. Sin embargo, tiene un volumen mucho mas pequeno del que serla el caso para el material de cuerpo de mineral fragmentado 172 sin la presencia del pilar 170.

Despues de la retirada del material fragmentado 176, el cuerpo de mineral residual 174 podrla ser volado en una secuencia de retirada tradicional, despues de cargar con cargas explosivas y los detonadores asociados si esto no ha tenido ya lugar. Sin embargo, tal como se muestra en la figura 3, el tajo abierto explotado 152 necesita ser llenado con relleno, y es mas facil hacer esto desde la porcion del pasaje superior 162 por encima del cuerpo de mineral residual 174. El relleno continuara hasta que el tajo abierto 152 sea llenado, es decir, hasta que el nuevo material de relleno se reuna con el material de relleno existente 154. La secuencia de formacion de un pilar y voladura del material adyacente y entonces el pilar se puede repetir entonces.

A pesar de que la presente invencion se ha descrito con referencia a realizaciones especlficas y metodos especlficos de voladura, sera apreciado que esas realizaciones y metodos son meramente a modo de ejemplo, y que otras realizaciones y metodos diferentes de los descritos en el presente documento, seran abarcados por la invencion tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. En particular, las caracterlsticas de cualquier realizacion que se ha descrito en lo que antecede pueden ser aplicadas, cambiando lo que se deba cambiar, a cualquier otra realizacion, y esta description se deberla leer en consecuencia.

La referencia en la presente memoria descriptiva a cualquier publication anterior (o information derivada de la misma), o a cualquier materia que sea conocida, no es, ni deberla ser tomada como, conocimiento o admision de forma alguna de sugerencia de que esa publicacion anterior (o informacion derivada de la misma) o materia conocida forme parte del conocimiento general comun en el campo de actividad al cual se refiere la presente memoria descriptiva.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo de voladura de roca en un sitio de voladura subterranea, comprendiendo el metodo las etapas de:

   a) perforar unas perforaciones de sondeo (11, 40, 55, 58) en una masa de roca (10, 30, 100, 150);

   b) cargar cada perforation de sondeo (11, 40, 55, 58) con al menos una carga de material explosivo (13, 14, 15);

   c) colocar al menos un detonador en asociacion operativa con cada carga (13, 14, 15); y

   d) iniciar los detonadores,

   caracterizado por que la etapa de iniciar los detonadores comprende llevar a cabo una secuencia de al menos dos eventos de initiation para volar la masa de roca 10, 30, 100, 150), en cada uno de los cuales solo se inician algunas de las cargas (13, 14, 15), mediante el envlo de senales de disparo solo a los detonadores asociados con dichas cargas y en la cual cada evento de iniciacion es un evento de iniciacion discreto controlado por el usuario; en el que uno de los al menos dos eventos de iniciacion crea una portion abandonada (16, 17, 18, 59, 116, 128, 170) de la masa de roca (10, 30, 100, 150) que se ha perforado y cargado en las etapas a), b) y c) y dicha porcion abandonada de la masa de roca se vuela en uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores sin que acceda personal a dicha porcion abandonada.
2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que cada detonador es un detonador electronico, y preferentemente forma parte de un conjunto de detonador inalambrico, tal como un reforzador electronico inalambrico, para recibir y responder a senales de indication inalambricas, la etapa de llevar a cabo una secuencia de al menos dos eventos de iniciacion comprende transmitir al menos dos senales de indicacion inalambricas de una o mas maquinas de voladura asociadas para DISPARAR de forma selectiva los conjuntos de detonador inalambricos.
3. 3. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los detonadores asociados con el uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores entran en un modo inactivo antes de su accionamiento.
4. 4. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material explosivo comprende explosivo en emulsion a granel.
5. 5. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas extraer roca fragmentada (112, 118, 122, 124, 172) resultante de uno de los al menos dos eventos de iniciacion antes de uno de los eventos de iniciacion posteriores.
6. 6. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que uno de los al menos dos eventos de iniciacion deja un pilar de roca (59, 170) que se vuela en uno de los eventos de iniciacion posteriores.
7. 7. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la masa de roca comprende un cuerpo de mineral (30) por encima de un pasaje inferior (39) y las perforaciones de sondeo (40) se perforan en una direction hacia arriba desde el pasaje inferior hacia el cuerpo, y en el que el metodo comprende ademas formar al menos una elevation (51, 52) en el mineral que se extienda en una direccion generalmente hacia arriba desde el pasaje inferior, por lo que en dicho uno de los al menos dos eventos de iniciacion, material a partir del cuerpo de mineral adyacente a la elevacion se fragmenta y cae hacia la elevacion y el pasaje inferior para la extraction por medio del pasaje inferior, dejando un hueco, y por lo que en uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores, material a partir del cuerpo de mineral se fragmenta y cae al menos parcialmente hacia el hueco.
8. 8. El metodo de la reivindicacion 7, en el que en el uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores, porciones del cuerpo de mineral (30) adyacentes al hueco y los extremos superiores de las perforaciones de sondeo (55, 56, 57, 58) se fragmentan, y opcionalmente se extraen por medio del pasaje inferior (39), antes de que se fragmente la ultima parte del cuerpo de mineral (59) entre dichas porciones y el pasaje inferior.
9. 9. El metodo de la reivindicacion 7 u 8, en el que dicho material del cuerpo de mineral (30) fragmentado en uno de los al menos dos eventos de iniciacion esta a un lado de la elevacion (51, 52), en la direccion longitudinal del pasaje inferior (39), y dicho material del cuerpo de mineral fragmentado en uno o mas eventos de iniciacion posteriores esta al lado opuesto de la elevacion, y en el que los eventos de iniciacion se pueden repetir a lo largo del pasaje inferior (39).
10. 10. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que la porcion del cuerpo de mineral (30) fragmentado en uno mas eventos de iniciacion posteriores esta por encima de la porcion del cuerpo de mineral fragmentado en uno de los al menos dos eventos de iniciacion.
11. 11. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que no existe pasaje alguno por encima de dicho pasaje inferior (39).
12. 12. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la masa de roca comprende un cuerpo de mineral (30) que se extiende entre un pasaje inferior (39) y un pasaje superior, teniendo cado uno de dichos pasajes

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    inferior y superior un extremo ciego correspondiente, y las perforaciones de sondeo (40) se perforan en una direccion hacia abajo desde el pasaje superior hacia el cuerpo, y en el que el metodo comprende ademas formar al menos una elevacion (51, 52) en el mineral que se extiende entre los pasajes superior e inferior y lejos de dicho extremo ciego de los pasajes, opcionalmente mediante el accionamiento de detonadores y cargas asociadas en al menos una perforacion de sondeo, siendo dicho uno de los al menos dos eventos de iniciacion adyacente a la elevacion y efectuandose uno o mas de los eventos de iniciacion posteriores en una o mas porciones del cuerpo de mineral entre la elevacion y el extremo ciego de los pasajes para fragmentar el material de dichas una o mas porciones, de tal modo que el material fragmentado se pueda extraer por medio del pasaje inferior.
13. 13. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la masa de roca comprende un cuerpo de mineral (150) que se extiende entre un pasaje inferior (156) y un pasaje superior (162) adyacente a un tajo (152) formado entre los pasajes inferior y superior en un extremo remoto de los mismos, preferentemente siendo llenado el tajo (152) al menos parcialmente con material de relleno (154) tal como un material de relleno (154) que se introduce desde el pasaje superior (162) para sustituir el material extraldo y fragmentado (172) del cuerpo de mineral, y las perforaciones de sondeo se perforan en el cuerpo de mineral desde uno de los pasajes hacia el otro pasaje, y en el que el metodo comprende ademas formar al menos una elevacion (168) en el mineral entre los pasajes inferior y superior y lejos de dicho tajo para formar una porcion del cuerpo de mineral entre el tajo y la elevacion, estando dicho uno de los al menos dos eventos de iniciacion en el cuerpo de mineral adyacente a dicha elevacion para dejar un pilar (170) formado a parti r de dicha porcion del cuerpo de mineral y efectuandose uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion en el cuerpo de mineral residual (174) hacia el lado de la ubicacion de la elevacion lejos del pilar, seguido por la extraccion de material fragmentado (172) del pasaje inferior, y efectuandose uno o mas de los al menos dos eventos de iniciacion posteriores adicionales para fragmentar el material del pilar.
14. 14. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en el que cada perforacion de sondeo (40) se extiende de 0 a 45 grados con respecto a la vertical.
15. 15. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14, en el que al menos algunas de las perforaciones de sondeo (40) estan dispuestas en un anillo de perforaciones de sondeo centradas sobre el pasaje (39, 156, 162) a partir del cual se perforan estas para el disparo en forma de anillo de algunos de los detonadores de acuerdo con unos tiempos de retardo preprogramados.