Diseño Voladura Superficial

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    1 VOLADURA - ESPAOL

    DISEO DE VOLADURA SUPERFICIAL

    El diseo de voladura en superficie requiere la seleccin del Espaciamiento (S), Peso de la

    Carga (W) o el Powder Factor (PF), Longitud del Taco (T), y la Sobreperforacin (J). EL diseo de

    estos parmetros son mostrados en la figura 9.2.1.9

    El diseo de la malla de perforacin puede ser cuadrada (S/B = 1) o rectangular (S/B 1). La

    secuencia de iniciacin de los taladros, el ratio S/B, tiempo actual entre la detonacin de las

    cargas, y el nmero de filas de taladros determinan la forma de la pila de roca rota as como el

    grado de fragmentacin de la roca. An empirical approach is taken in blasted design as blasting is a

    never-ending process of fine-tuning and modifications.

    (B) diseo del esquema de taladros

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    2 VOLADURA - ESPAOL

    VARIABLES NO CONTROLADAS?

    Esta aproximacin es necesaria debido a que muchos factores no se pueden

    controlar, como la geologa y las condiciones de carguo del explosivo. Pero existe una relacin

    emprica usada en el diseo de la voladura y que fue propuesta por Ash (1 963), Pugliese (1 973),

    Van Ormer (1 973), Hagen (1 981), Dick (1 983), y muchos otros.

    El dimetro del taladro y el burden son posiblemente los factores ms importantes

    usados en el diseo.

    El valor del burden demuestra ser seleccionado en base a la geologa y la energa de salida del

    explosivo. Usualmente el dimetro del taladro est determinado por la capacidad de la mquina

    perforadora, el cual es coincidente con el rango de profundidad del taladro anticipado para el

    trabajo.

    Esto es deseable para la seleccin de un adecuado tamao que provea una adecuado

    powder factor (Ratio de la cantidad de explosivo usado para producir la rotura de la roca) para la

    rotura al distribuir el explosivo equitativamente a todo lo largo de la profundidad del taladro.

    Fragmentacin:

    La fragmentacin y la distribucin del tamao de la partcula estn en funcin del

    dimetro del taladro y el burden. La capacidad del equipo de excavacin determina la

    fragmentacin requerida. La longitud de la carga para el ratio del dimetro de la carga para una

    carga cilndrica debera ser 5 o ms.

    Frmulas Empricas:

    En 1,963 Ash provee unas formulas empricas simple para el clculo del burden, del

    espaciamiento, la sobre perforacin, y la longitud del taco usando un Factor K, que es mostrado

    en la tabla 9.2.1.6. Otras reglas generales estn en concordancia con el rango de factores mltiples

    aceptados por Ash. Sin embargo, existen muchas relaciones para la longitud del taco (T).

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    3 VOLADURA - ESPAOL

    Determinacin de (T):

    Esto es porque la determinacin de T, es un punto esencialmente especfico. Si se

    selecciona una longitud de taco (T) muy corto, la presin del aire puede escapar por el taco (T),

    disturbando a los residentes cercanos. Por el contrario si se selecciona una alta longitud de (T), la

    rotura cerca al collar del taladro es mala.

    Recomendaciones:

    Para T (en pies), est en el rango de 1.2D a 2D (Dimetro en pulgadas) o 0.5 B a 1.3 B. The

    lower range two relationship should be used with caution if airblast or flyrock is a problem.

    Powder Factor:

    El powder factor PF, es calculado como la cantidad de explosivos usados dividido por el

    volumen producido de material volado.

    Rango Powder Factor:

    El powder factor varia de 0.25 a 2.5 lb/yd3 (0.15 a 1.5 Kg/m3) para voladura superficial

    pero son aceptables valores de 0.5 a 1 lb/yd3 (0.3 a 0.6 Kg/m3). Un alto Powder Factor da como

    resultado una fina fragmentacin y es necesario un equipo pequeo de capacidad de extraccin,

    como cargadores frontales.

    Un alto Powder Factor, da como resultado una fragmentacin ms gruesa y sirve

    tpicamente para la remocin usando Dragliness y Large Shovels. La tabla 9.2.1.7 muestra los

    valores tpicos de Powder Factor para varias situaciones en voladura superficial. El Powder Factor

    es a menudo reportado como la cantidad de roca en tons/pound, de explosivo usado.

    PF =

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    4 VOLADURA - ESPAOL

    Ejemplo 9.2.1.10. Determine el diseo de voladura de un cobre porfirtico en una mina a cielo

    abierto.

    Dimetro de Taladro: D = 9.25 in.

    Altura de Banco: H = 50 ft.

    Densidad de la Roca: = 2.55 (Qz monzonite).

    Densidad del Explosivo: = 0.85.

    Subdrilling: J = 7.

    Solucin:

    Los siguientes valores se obtienen como una primera aproximacin:

    Burden: B = 30 (9.25/12) = 23 ft. Sobreperforacin: J = 0.3B = 7 ft.

    Espaciamiento: S = 1.3B = 30 ft. Collar stemming: T = 1.2 D = 12 ft.

    Entonces:

    Longitud de taladro: L = (50 + 7) = 57 ft.

    Longitud de Carga de taladro = (57 12) = 45 ft.

    Ratio H/B = 2.17.

    Ratio of charge length to diameter = 5.2.

    La mxima longitud de carga que puede ser cargada:

    LD = 0.345 (0.85) (9.25 in.)2 = 24.8 lb/ft

    W = 45 ft (24.8 lb/ft) = 1 116 lb loaded/hole.

    Powder Factor y la produccin de la rotura de la roca por taladro es:

    PF =

    The yardage is computed assuming the subgrade material is shot but not removed until

    the lower bench leve lis blasted.

    Decked Charges:

    En muchos diseos de voladura se usan decked charges que consiste en dividir la columna

    explosiva en dos o ms cargas individuales, iniciados al mismo tiempo o con un tiempo de retraso,

    separados por material inerte.

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    5 VOLADURA - ESPAOL

    Decking es empleado para:

    1. Conserve explosive use adjacent to qeak rock zones, faults, or clay seams.

    2. Reduce la cantidad de carga detonada en un delay time, reduciendo las vibraciones en el

    terreno.

    3. Eleva el powder column up higher en el taladro para asegurar la buena rotura cerca del

    collar.

    Decked Charges, deberan estar separados por stemming materials en una longitud mas

    alla del cual los 2 decks adyacentes no afectan el uno al otro. Si el interdeck stemming es

    demasiado pequeo, el deck diseado para iniciar en el anterior delay time prematuramente

    puede dar inicio al segundo deck. Esta situacin est referida a como sympathetic detonation

    puede ocasionar vibraciones excesivamente altas en el terreno o flyrock.

    Una regla general para el diseo del interdeck stem es utilizar la dimensin del radio del

    taladro en pies (9.25 /2 = 4.125). El siguiente ejemplo presenta los procedimientos diseados para

    el diseo de la voladura en donde la carga explosiva est limitada a controlar las vibraciones en el

    terreno.

    Ejemplo 9.2.1.11. Usando el ejemplo 9.2.1.10 y limitando W a 300 lb/delay, una modificacin para

    el diseo previo es requerida, para que el powder factor se mantenga en 0.87, usando 300 lb

    decks. El collar stem y el subgrade drilling permanecen constantes.

    Solucin:

    Longitud de carga por Deck, (300 lb)/(24.8 lb/ft) = 12. Si usamos 3 decks, entonces se requiere 36

    pies de longitud de hole, dejando 9 ft de longitud de interdeck restante entre los decks, o 4.5 ft

    entre dos decks. Usando la expresin para el powder factor, se calcula un nuevo powder factor y

    un nuevo espaciamiento.

    PF = = 0.87 lb/yd3

    B2 = 430 ft2; B = 21 ft S = 1.3 (21 ft) = 27 ft.

    De esta manera el peso de la carga total en el taladro W = 900 lb. El rendimiento por taladro es

    1,050 yd3

    ESTIMACION DE LOS COSTOS DE PERFORACION Y VOLADURA

    La Perforacin y la Voladura son unidades operacionales requeridas para el desarrollo y la

    produccin en la minera. Los componentes de los costos para la perforacin y la voladura incluyen

    la mano de obra, costos directos de operacin de equipos y costos suplementarios.

    En minas superficiales, el principio bsico de los costos es calculado por ton (tonne) de

    mineral producido o por yarda cubica (metro cubico) de material roto o volado para la extraccin.

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    6 VOLADURA - ESPAOL

    Costos en Minera Subterrnea

    Los costos estn directamente relacionados al Powder Factor y depende de la Geologa,

    el tipo de Explosivos, el Tamao de los Taladros y el Equipo de Excavacin. Los costos en minera

    subterrnea estn en funcin del Mtodo de Minado, el Nivel de Mecanizacin, la Productividad,

    el Tiempo del Ciclo de Operacin.

    DEVELOPMENT COSTS (COSTOS DE DESARROLLO)

    Estn dados por Pie o Metro de avance para tneles y Raises y est a expensas del block

    de mineral asociado con el desarrollo. La produccin de la perforacin y al voladura esta calculada

    por pie o metro de taladro perforado o por tonelada o tonne de mineral producido.

    Para equipos como una mquina perforadora, los costos pueden ser resumidos con la siguiente

    relacin:

    COSTOS:

    Los costos (cost to own) incluyen los impuestos, intereses, seguros, amortizacin y

    depreciacin. The cost to operate, incluyen los gastos de mano de obra, combustibles,

    abastecimiento de piezas o partes, como las llantas y el drill steel. Labor costs, tambin aplicados a

    los costos de voladura, incluye los sueldos base y los beneficios. Benefits, el cual est en un rango

    del 30 al 40% del salario bsico, incluye seguro, cuidado de la salud, pensiones y vacaciones.

    INCENTIVOS Y PRODUCTIVIDAD

    El pago de incentivos, como un porcentaje del salario bsico, es a menudo provisto cuando

    La productividad aumenta sobre un promedio determinado. La productivid