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7. VOLADURA DE BANCOS EN LA PRCTICA
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Ing. Roberto Roque Pulcha
VOLADURA DE BANCOS
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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
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I2-I
-IE VP
MODELO FSICO DE UNA REACCIN DE DETONACIN DE UN
EXPLOSIVO EN UN MACIZO ROCOSO
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VOLADURA DE BANCOS
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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
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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
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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
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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
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6 PULG DE DIMETRO DE TALADRO EN UNA CANTERA
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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:
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DENSIDAD DE CARGA (Kg/m)
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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
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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
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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)
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4 3 2 1
1 2 3 4
DETERMINA DIRECCIN DEL MOVIMIENTO (2)
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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)
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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)
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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.
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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)
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Salida en
Echelon
O1 O2 O3 O4 O5
O3 O4 O5 O6 O7
O5 O6 O7 O8 O9
RETARDO SECUENCIADO (3)
44
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7.8 PROBLEMAS COMUNES EN EL
RENDIMIENTO DE VOLADURA DE ROCAS
Ing. Roberto Roque Pulcha
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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
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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.
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RETARDO INSUFICIENTE EN LA LTIMA FILA
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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
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TIROS CORTADOS
PRINCIPALES CAUSAS
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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
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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
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56
57
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Mal alineamiento de taladro
Cara Libre
(Burden insuficiente en pie de banco)
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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
63
CONTROL DE ROCA VOLADORA
Tacos intermedios
64
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Existencia de cavidad
65
CONTROL DE ROCA VOLADORA
Tacos intermedios
66