Voladura de bancos en la practica

7. VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA

1

Ing. Roberto Roque Pulcha

VOLADURA DE BANCOS

2

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

PARÁMETROS DE LA ROCA

• Los parámetros de la roca, que deben considerarse para comprender el proceso de voladura, son: densidad, velocidad de propagación, impedancia, absorción de energía, resistencia a la compresión, tenacidad, y estructura.

• Las clases prácticas para conocer y caracterizar las rocas son:

Ser un buen geólogo.

Ser un buen perforista.

NOMENCLATURA DE VOLADURA DE BANCOS

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PARAMETROS DE DISEÑO DE UN TALUD EN

MINERÍA SUPERFICIAL

4

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

5

FENOMENOS CAPTADOS DE IMÁGENES VIDEOGRAFICOS

6

EFICIENCIA DEL EXPLOSIVO (CREACIÓN DE UNA RED DE FRACTURAS)

7

Ecuación 1

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

ρe = Densidad del explosivo en gm/cc

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

D = Velocidad de detonación (km/s)

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

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

Donde EM = Valor no-ideal, ET= Teórico

e

e

TE

E

R

I

V

D

V

DI

D0.36EPT

M

R

2

R

2

2

VELOCIDAD SÓNICA

Ecuación 2.

Donde: VP =Velocidad sónica de la roca

E = Modulo de Elasticidad del Young

θ = Densidad de la roca, g/cc

γ = Ratio de Poisson

21

I2-I

-IE VP

MODELO FÍSICO DE UNA REACCIÓN DE DETONACIÓN DE UN

EXPLOSIVO EN UN MACIZO ROCOSO

9

VOLADURA DE BANCOS

10

Hacer de Geólogo ayudará a caracterizar mejor el macizo rocoso, la presencia de zonas de debilidad tales como fallas, cavidades de solución 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 también de gran ayuda para determinar las variaciones de la roca que no se muestran en la superficie. Ejemplo:

• Baja penetración, excesivo ruido y vibración, indican que la roca es dura y será difícil fragmentarla.

• Penetración rápida y perforadora quieta indica que es una roca suave.

• Falta de resistencia a la penetración, acompañado por falta de detritus y aire, indica que es una zona de vacíos.

• Falta de detritus, aire y agua, indican también que existen zonas de grietas subterráneas.

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

VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA

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• Diseño de un taladro y una malla de taladros

• Factor de carga

• Consideraciones geológicas y topográficas

• Diseño del secuenciado

• Carguío de taladros

• Problemas comunes en el rendimiento de las voladuras

FRACTURAMIENTO Y FRAGMENTACIÓN

Fracturado / Fragmentado

12

13

Dinámico

Gas

Movimiento

PROCESO DE FRACTURAMIENTO

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A - Cráter

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 múltiples

• Tipo de voladura mas utilizado

¿PORQUÉ SE UTILIZA ESTA TÉCNICA?

• Es fácil perforar taladros verticales

• La cara libre permite fácil rotura

• Bajo costo de voladura

VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA

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L = Altura de banco

H = Profundidad de taladro

B = Burden

S = Espaciamiento

J = Sobreperforación

T = Taco

PC =Columna de carga

TERMILOLOGÍA

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 = Diámetro del explosivo

Rango del K: 25-35

ECUACIÓN DE ASH

RELACIÓN 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 pequeños

• Bajo → Fragmentos grandes

• Altura de banco = 100 a 120 x Diámetro 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 PEQUEÑO

• Muy rígido

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• Pobre rotura

• Bajo factor de carga

• Salida del taco

• Rocas volantes

ALTURA DE BANCO MUY GRANDE

• Difícil de perforar

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• Desviación de taladro

• Burden y espaciamiento variable

• Rocas volantes

• Sobretamaños

• Toes ó repies

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ALTURA DE BANCO NORMAL

Altura de banco necesita que

sea aprox. 4 veces Burden.

H = 4B

B

(Según ASH)

Burden = 24 x Diámetro del taladro

Ejem. 4 pulg. → 8 pies Burden

Espaciamiento = 36 x Diámetro de taladro

Ejem. 4 pulg. → 12 pies de espaciamiento

ATACADO

Utilizar de preferencia roca chancada

Taco = 0.7 a 1.4 x Burden

Tamaño de roca = 1/8 del diámetro de taladro

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

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ALTURA DE BANCO NORMAL

(Según ASH)

Sobreperforación = 1/3 x Burden

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

Sobreperforación

SOBREPERFORACIÓN

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

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6 PULG DE DIÁMETRO DE TALADRO EN UNA CANTERA

25

Altura de banco= 60 pies

12 Pulgadas = 1pies

Espaciamiento= 18 pies

Taco= 12 pies de ¾ pulg de roca chancada

Sobreperforación= 4 pies

EJERCICIO

Burden = 24 x Øtaladro = 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 Emulsión

• 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 Diámetro de taladro

Ejem. 4 pulg → 10 pies de Burden

Espaciamiento = 42 x diámetro 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 diámetro de taladro

Taladro con agua, usar 12 x diámetro de taladro

Ejem. Seco 4 pulg → 2 pies de taco intermedio

Ejem. Húmedo, 4 pulg → 4 pies de taco intermedio

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DISEÑO DEL TIEMPO DE RETARDO ENTRE TALADROS ES

CRÍTICO

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• Permite que la roca salga afuera.

• Provee una nueva cara libre.

• Determina la dirección del movimiento.

• Reduce vibraciones del terreno.

• Controla la salida según lo que uno diseña.

• Controla la fragmentación.

DETERMINA LA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO (1)

33

4 3 2 1

1 2 3 4

DETERMINA DIRECCIÓN 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 mínima vibración

Medir la ubicación especifica

Frecuencias antiresonantes

Puede no ser optimo para la fragmentación

EFECTO DE TALADRO A TALADRO SOBRE LA

FRAGMENTACIÓN Y SALIDA

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• Sin retardo.

Buena salida

Mala fragmentación

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

Buena salida

Buena fragmentación

• Retardo de periodo largo.

Mala salida

Buena fragmentación

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

Así, no hay problema para pequeños diámetros

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

Así, existe problemas potenciales para diámetros 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


43

Salida en

Echelon

O1 O2 O3 O4 O5

O3 O4 O5 O6 O7

O5 O6 O7 O8 O9


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 atrás

Sobretamaños

Tiros cortados

Presencia de agua

Excavación del escombro

Rocas volantes

PATAS, TOES, RESPIES

Muy grande el Burden en el pie de banco

Energía insuficiente en el fondo del taladro

Mala perforación

Tiros fallados

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ROTURA HACIA ATRAS

Retardo insuficiente en la ultima fiIa.

Mucha carga en la última fila.

Voladura mal orientada según su geología.

“Considerar el uso de Precorte”.

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RETARDO INSUFICIENTE EN LA ÚLTIMA FILA

49

• Mucha carga en al última fila

• Voladura mal orientada a su geología

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SOBRE-TAMAÑOS (BOLONERIA)

• Factor de carga muy bajo

• Discontinuidad de rocas

• Diámetros muy grandes

• Tiros cortados

• Deficiente perforación

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TIROS CORTADOS

PRINCIPALES CAUSAS

52

Voladura no activada totalmente

La roca se ha movido según 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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DEFINICIÓN: Cualquier roca de voladura que va donde no debería

CAUSAS

• Collar.

– Taco insuficiente.

– Columna de carga hasta el cuello.

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

• Cara libre.

– Desviación del taladro, cerca de la cara libre.

– Burden inadecuado.

PROYECCIÓN DE ROCAS O ROCAS VOLANTES “FLYROCKS”

55

CAUSA DE ROCA VOLADORA

Mal alineamiento de taladro

Cara Libre

(Burden insuficiente en pie de banco)

58


Excesivo Factor de Carga

Mal alineamiento de taladro

Cara Libre

59


Taco pequeño

60


Insuficiente distancia en la cresta

61


Atacado adicional sin confinar

62


Existencia de estrato suave

63

CONTROL DE ROCA VOLADORA

Tacos intermedios

64


Existencia de cavidad

65

CONTROL DE ROCA VOLADORA

Tacos intermedios

66

Voladura de bancos en la practica

Engineering

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