Voladura de bancos en la practica

7. VOLADURA DE BANCOS EN LA PRCTICA

1

Ing. Roberto Roque Pulcha

VOLADURA DE BANCOS

2

Para entender mejor lo que se expone, se ilustra los trminos ms usuales en la voladura de bancos. En la siguiente figura.

PARMETROS DE LA ROCA

Los parmetros de la roca, que deben considerarse para comprender el proceso de voladura, son: densidad, velocidad de propagacin, impedancia, absorcin de energa, resistencia a la compresin, tenacidad, y estructura.

Las clases prcticas para conocer y caracterizar las rocas son:

Ser un buen gelogo.

Ser un buen perforista.

NOMENCLATURA DE VOLADURA DE BANCOS

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PARAMETROS DE DISEO DE UN TALUD EN

MINERA SUPERFICIAL

4

INTERACCION DE EVENTOS T1 A T4 EN LA VOLADURA DE UN BANCO

5

FENOMENOS CAPTADOS DE IMGENES VIDEOGRAFICOS

6

EFICIENCIA DEL EXPLOSIVO (CREACIN DE UNA RED DE FRACTURAS)

7

Ecuacin 1

Donde: EPT = Trmino para performance del explosivo (por sus siglas en ingles)

e = Densidad del explosivo en gm/cc

VR= Velocidad snica en la roca (km/s)

D = Velocidad de detonacin (km/s)

R = Ratio de desacoplamiento (volumen del taladro/volumen del explosivo)

E = Rendimiento mximo del explosivo calculado en (kcal/g)

Donde EM = Valor no-ideal, ET= Terico

e

e

TE

E

R

I

V

D

V

DI

D0.36EPT

M

R

2

R

2

2

VELOCIDAD SNICA

Ecuacin 2.

Donde: VP =Velocidad snica de la roca

E = Modulo de Elasticidad del Young

= Densidad de la roca, g/cc

= Ratio de Poisson

21

I2-I

-IE VP

MODELO FSICO DE UNA REACCIN DE DETONACIN DE UN

EXPLOSIVO EN UN MACIZO ROCOSO

9

VOLADURA DE BANCOS

10

Hacer de Gelogo ayudar a caracterizar mejor el macizo rocoso, la presencia de zonas de debilidad tales como fallas, cavidades de solucin o zonas de roca incompetente, muestras de roca fresca pueden ser usados para determinar la dureza y densidad.

Hacer de un perforista observador, puede ser tambin de gran ayuda para determinar las variaciones de la roca que no se muestran en la superficie. Ejemplo:

Baja penetracin, excesivo ruido y vibracin, indican que la roca es dura y ser difcil fragmentarla.

Penetracin rpida y perforadora quieta indica que es una roca suave.

Falta de resistencia a la penetracin, acompaado por falta de detritus y aire, indica que es una zona de vacos.

Falta de detritus, aire y agua, indican tambin que existen zonas de grietas subterrneas.

tambin es posible controlar el color y naturaleza de los detritus para saber sobre que material se esta perforando.

VOLADURA DE BANCOS EN LA PRCTICA

11

Diseo de un taladro y una malla de taladros

Factor de carga

Consideraciones geolgicas y topogrficas

Diseo del secuenciado

Carguo de taladros

Problemas comunes en el rendimiento de las voladuras

FRACTURAMIENTO Y FRAGMENTACIN

Fracturado / Fragmentado

12

13

Dinmico

Gas

Movimiento

PROCESO DE FRACTURAMIENTO

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A - Crter

B - Banco

C Fondo libre

D Bolones

AUMENTO DE CARAS LIBRES

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ATRIBUTOS

Existencia de 2 caras libres

Taladro paralelo a la cara libre

Taladros mltiples

Tipo de voladura mas utilizado

PORQU SE UTILIZA ESTA TCNICA?

Es fcil perforar taladros verticales

La cara libre permite fcil rotura

Bajo costo de voladura

VOLADURA DE BANCOS EN LA PRCTICA

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L = Altura de banco

H = Profundidad de taladro

B = Burden

S = Espaciamiento

J = Sobreperforacin

T = Taco

PC =Columna de carga

TERMILOLOGA

PARAMETROS DE LA VOLADURA

17

18

FACTOR DE BURDEN

KB= 30(SGex/1.4)1/3(160/Wtrk)

1/3

SGex = Peso especifico del explosivo (g/cm3)

Wtrk = Unidad de peso de roca por volumen (lb/pies3)

B = dx x KB

dx = Dimetro del explosivo

Rango del K: 25-35

ECUACIN DE ASH

RELACIN DE ESPACIAMIENTO DE ASH

S = B x (1.4 to 2)

REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO

ABIERTO UTILIZANDO ANFO

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Densidad de ANFO = aprox. 0.8 g/cm3

Gravedad Especifica de roca: 2.5

Factor de carga = 1 lb/yd3 (0.6 kg/m3)

Alto Fragmentos pequeos

Bajo Fragmentos grandes

Altura de banco = 100 a 120 x Dimetro de taladro

Ejem. 4 pulg de taladro => 33 a 40 pies de altura de banco

Ejem. 10 pulg de taladro => 80 a 100 pies de altura de banco

ALTURA DE BANCO PEQUEO

Muy rgido

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Pobre rotura

Bajo factor de carga

Salida del taco

Rocas volantes

ALTURA DE BANCO MUY GRANDE

Difcil de perforar

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Desviacin de taladro

Burden y espaciamiento variable

Rocas volantes

Sobretamaos

Toes repies

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ALTURA DE BANCO NORMAL

Altura de banco necesita que

sea aprox. 4 veces Burden.

H = 4B

B

(Segn ASH)

Burden = 24 x Dimetro del taladro

Ejem. 4 pulg. 8 pies Burden

Espaciamiento = 36 x Dimetro de taladro

Ejem. 4 pulg. 12 pies de espaciamiento

ATACADO

Utilizar de preferencia roca chancada

Taco = 0.7 a 1.4 x Burden

Tamao de roca = 1/8 del dimetro de taladro

Ejem. 4 pulg de taladro => 8 pies de 1/2 pulg. de roca chancada

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ALTURA DE BANCO NORMAL

(Segn ASH)

Sobreperforacin = 1/3 x Burden

Nota: Si el fondo de banco se encuentra sobre un estrato, no requiere

Sobreperforacin

SOBREPERFORACIN

Ejem. 4 pulg. taladro => 8/3 pies (3pies) de sobreperforacin

24

6 PULG DE DIMETRO DE TALADRO EN UNA CANTERA

25

Altura de banco= 60 pies

12 Pulgadas = 1pies

Espaciamiento= 18 pies

Taco= 12 pies de pulg de roca chancada

Sobreperforacin= 4 pies

EJERCICIO

Burden = 24 x taladro = 12 pies

mkgdPE

W /1277

2

pielbdpW /34.0 2

3/cmgdensidadp

Utilizar tabla de fabricante de explosivos

Donde:

26

DENSIDAD DE CARGA (Kg/m)

27

DENSIDAD DE CARGA DE EXPLOSIVOS Y AGENTES DE

VOLADURA

Expresado en Kg de explosivo por metro lineal de taladro.

50/50 Mezcla de Emulsin

6 pulg. de taladro

50 pies de columna de carga

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pielbW /625.1341.0 2

lbWtTotal 765503,15

PROBLEMA

REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO

ABIERTO UTILIZANDO EMULSIONES Y MEZCLAS

Densidad = aprox. 1.2 g/cm3

Burden = 30 x Dimetro de taladro

Ejem. 4 pulg 10 pies de Burden

Espaciamiento = 42 x dimetro de taladro

Ejem. 4 pulg 14 pies de espaciamiento

29

30

TIPOS DE MALLAS

O O O

O O O

O - s - O O

B

O O O

O O O

O O O

ALTERNA

CUADRADA RECTANGULAR

TACOS INTERMEDIOS

Taladro seco, usar 6 x dimetro de taladro

Taladro con agua, usar 12 x dimetro de taladro

Ejem. Seco 4 pulg 2 pies de taco intermedio

Ejem. Hmedo, 4 pulg 4 pies de taco intermedio

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DISEO DEL TIEMPO DE RETARDO ENTRE TALADROS ES

CRTICO

32

Permite que la roca salga afuera.

Provee una nueva cara libre.

Determina la direccin del movimiento.

Reduce vibraciones del terreno.

Controla la salida segn lo que uno disea.

Controla la fragmentacin.

DETERMINA LA DIRECCIN DEL MOVIMIENTO (1)

33

4 3 2 1

1 2 3 4

DETERMINA DIRECCIN DEL MOVIMIENTO (2)

34

35

CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (1)

1 TALADRO

2 TALADROS

1 1

1 2

X

2 X

X

CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (2)

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UN TALADRO

X

BURDEN GRANDE

> X

FUERA DE SECUENCIA

2 1

?

EFECTO SOBRE LAS VIBRACIONES DE TERRENO

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Retardo optimo para una mnima vibracin

Medir la ubicacin especifica

Frecuencias antiresonantes

Puede no ser optimo para la fragmentacin

EFECTO DE TALADRO A TALADRO SOBRE LA

FRAGMENTACIN Y SALIDA

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Sin retardo.

Buena salida

Mala fragmentacin

Retardo de periodo corto (3-5) ms/m de burden.

Buena salida

Buena fragmentacin

Retardo de periodo largo.

Mala salida

Buena fragmentacin

REGLAS GENERALES PARA RETARDOS MINIMOS

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Taladro a Taladro

3 ms por metro de burden

Fila a Fila

10 ms por metro de burden

EJEMPLO (1)

40

Burden? 2.5 m

100 mm de taladro ANFO

As, no hay problema para pequeos dimetros

Espaciamiento 3.5 m

Retardo de taladro 9 ms min.

Retardo de fila a fila 25 ms min.

EJEMPLO (2)

41

Burden? 7.5 m

300 mm taladro ANFO

As, existe problemas potenciales para dimetros grandes

Espaciamiento 10.5 m

Retardo de taladro a taladro 24 ms min.

Retardo fila a fila 75 ms min.

42

FILAS RECTAS

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

11 12 13 14 15

Cara Libre

RETARDO SECUENCIADO (1)

Salida V

O4 O2 O1 O2 O4

O6 O4 O3 O4 O6

O8 O6 O5 O6 O8

RETARDO SECUENCIADO (2)

43

Salida en

Echelon

O1 O2 O3 O4 O5

O3 O4 O5 O6 O7

O5 O6 O7 O8 O9

RETARDO SECUENCIADO (3)

44

45

7.8 PROBLEMAS COMUNES EN EL

RENDIMIENTO DE VOLADURA DE ROCAS

Ing. Roberto Roque Pulcha

46

PROBLEMAS COMUNES EN EL RENDIMIENTO DE VOLADURA DE ROCAS

Patas, toes, repies

Rotura hacia atrs

Sobretamaos

Tiros cortados

Presencia de agua

Excavacin del escombro

Rocas volantes

PATAS, TOES, RESPIES

Muy grande el Burden en el pie de banco

Energa insuficiente en el fondo del taladro

Mala perforacin

Tiros fallados

47

ROTURA HACIA ATRAS

Retardo insuficiente en la ultima fiIa.

Mucha carga en la ltima fila.

Voladura mal orientada segn su geologa.

Considerar el uso de Precorte.

48

RETARDO INSUFICIENTE EN LA LTIMA FILA

49

Mucha carga en al ltima fila Voladura mal orientada a su geologa

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SOBRE-TAMAOS (BOLONERIA)

Factor de carga muy bajo

Discontinuidad de rocas

Dimetros muy grandes

Tiros cortados

Deficiente perforacin

51

TIROS CORTADOS

PRINCIPALES CAUSAS

52

Voladura no activada totalmente

La roca se ha movido segn su

buzamiento

PRESENCIA DE AGUA

FUENTES

Agua superficial por lluvias

De las rocas como

Bombeo de agua de los taladros

Uso de mangas

Cargar con explosivos resistentes al

agua

53

54

DEFINICIN: Cualquier roca de voladura que va donde no debera

CAUSAS

Collar.

Taco insuficiente.

Columna de carga hasta el cuello.

Retardo muy corto entre taladros que salen fuera de la secuencia.

Cara libre.

Desviacin del taladro, cerca de la cara libre.

Burden inadecuado.

PROYECCIN DE ROCAS O ROCAS VOLANTES FLYROCKS

55

56

57

CAUSA DE ROCA VOLADORA

Mal alineamiento de taladro

Cara Libre

(Burden insuficiente en pie de banco)

58

CAUSA DE ROCA VOLADORA

Excesivo Factor de Carga

Mal alineamiento de taladro

Cara Libre

59

CAUSA DE ROCA VOLADORA

Taco pequeo

60

CAUSA DE ROCA VOLADORA

Insuficiente distancia en la cresta

61

CAUSA DE ROCA VOLADORA

Atacado adicional sin confinar

62

CAUSA DE ROCA VOLADORA

Existencia de estrato suave

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CONTROL DE ROCA VOLADORA

Tacos intermedios

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CAUSA DE ROCA VOLADORA

Existencia de cavidad

65

CONTROL DE ROCA VOLADORA

Tacos intermedios

66