Voladura Optimización de una voladura de escollerablast-consult.com/documentos/05 ESCOLLERA.pdf ·...
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182 36 Voladura E l empleo de técnicas avanzadas en el di- seño y control de la voladura permite, de un lado atender la demanda del cliente en tipo y calidad de productos, obteniendo una menor producción de excedentes que entran en stock afectando negativamente la cuenta de resultados y por otro asegurar el ritmo de su- ministro, al elevar el porcentaje de tamaños tipo escollera en la pila de voladura. Las voladuras de obtención de escollera consisten en una técnica de utilización de ex- plosivos que precisa de la adecuada com- prensión de los mecanismos de rotura de la roca. Se tratará de fragmentar de una manera que los tamaños obtenidos queden compren- didos en una porción gruesa, con minimiza- ción de tamaños pequeños y finos. Sin embargo, no basta con minimizar los consumos de explosivo y energético. Más aun, los consumos suelen ser elevados, pero orientados a técnicas especiales de arranque de roca que no fragmenten excesivamente la roca y que, a la vez, produzcan un despegue limpio, un corte adecuado de pie de banco que no deje repiés y un desplazamiento ade- cuado para permitir una carga correcta del material volado. Además, deberán dejar un frente de voladura sin daños excesivos que permitan el replanteo y funcionamiento ade- cuado y consistente de voladuras posteriores. La simple ampliación de malla en voladuras convencionales puede producir resultados no satisfactorio en cuanto a tamaños obtenidos (no homogéneos ni en el rango deseado), además de daños en el macizo remanente en las zonas anexas a la voladura. El diseño de una voladura de escollera im- plica definir claramente el objetivo de la mis- ma (tamaños a obtener), estudiar si la estruc- tura geotécnica del macizo rocoso permite la obtención de esos tamaños, contemplar las limitaciones por vibraciones y proyecciones en el entorno y por la maquinaria de la explo- tación. Diseño inicial El diseño inicial de las voladuras de escolle- ra, antes del proceso de ajuste y optimiza- ción se basó en las recomendaciones de di- seño específicas de este tipo de voladuras. Los parámetros pueden consultarse en el Cuadro I. Algunos parámetros comunes fueron: - Inclinación de barrenos entre 5º y 10º. - Diámetro de perforación de 112 mm. - Fila única de barrenos. Este diseño, si bien produjo un arranque suficiente y ausencia de repiés, producía una sobretrituración en la parte baja del banco (zona de carga de fondo) y unos tamaños ex- cesivamente gruesos en la parte superior. Por ello, se introdujeron una serie de evolu- ciones en algunos de estos parámetros que condujeron a resultados mejores para el rango requerido de tamaños y en cuanto a la econo- mía de las voladuras. Proceso de optimización Para mejorar los resultados de las voladuras, así como la economía de las mismas, se reali- zaron una serie de ajustes: - Mallas más abiertas en zonas de macizo rocoso de menor resistencia. - Ajuste de la carga de fondo, tanto en Riodin como en Nagolita para el anular, en paralelo con el incremento de malla. - Tiempos secuenciados en los extremos de la voladura para proteger la integridad de los frentes remanentes e instantáneo en el resto. - Colocación de cebo de seguridad en ca- beza (bajo el retacado) que ayudara a fragmentar la zona de retacado (estratifi- cación horizontal tendente a la formación de losas). Para ajustar correctamente el emplaza- miento de los barrenos, sobre todo en la zona del banco con geometría irregular se realizaron Se denomina escollera a la roca de grandes dimensiones que se utiliza para la protección de puertos marinos o para calzar los pies de taludes rocosos o de suelos. En este artículo se ilustran las técnicas empleadas en un caso práctico en la explotación minera que la Compañía General de Canteras (CGC) tiene ubicada en Casares (Málaga). Ésta es la principal suministradora de escollera para las obras de ampliación del puerto de Algeciras (Cádiz). Optimización de una voladura de escollera Palabras clave: ARRANQUE, CANTERA, CARGA, DIÁMETRO, ESCOLLERA, EXPLOSIVO, FRENTE, ROTURA, TAMAÑO, VOLADURA. ✍ Javier ORIVE, Jefe de Producción de Cantera La UTRERA (CGC). Juan J. SAÉZ y Benjamín CEBRIÁN, de BLAST CONSULT, S.L. [CUADRO I] .- Paámetros en función del diseño de la voladura.
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Voladura
E l empleo de técnicas avanzadas en el di-seño y control de la voladura permite, de
un lado atender la demanda del cliente en tipoy calidad de productos, obteniendo una menorproducción de excedentes que entran enstock afectando negativamente la cuenta deresultados y por otro asegurar el ritmo de su-ministro, al elevar el porcentaje de tamañostipo escollera en la pila de voladura.
Las voladuras de obtención de escollera
consisten en una técnica de utilización de ex-plosivos que precisa de la adecuada com-prensión de los mecanismos de rotura de laroca. Se tratará de fragmentar de una maneraque los tamaños obtenidos queden compren-didos en una porción gruesa, con minimiza-ción de tamaños pequeños y finos.
Sin embargo, no basta con minimizar losconsumos de explosivo y energético. Másaun, los consumos suelen ser elevados, peroorientados a técnicas especiales de arranquede roca que no fragmenten excesivamente laroca y que, a la vez, produzcan un despeguelimpio, un corte adecuado de pie de bancoque no deje repiés y un desplazamiento ade-cuado para permitir una carga correcta delmaterial volado. Además, deberán dejar unfrente de voladura sin daños excesivos quepermitan el replanteo y funcionamiento ade-cuado y consistente de voladuras posteriores.
La simple ampliación de malla en voladurasconvencionales puede producir resultados nosatisfactorio en cuanto a tamaños obtenidos(no homogéneos ni en el rango deseado),además de daños en el macizo remanente enlas zonas anexas a la voladura.
El diseño de una voladura de escollera im-plica definir claramente el objetivo de la mis-ma (tamaños a obtener), estudiar si la estruc-tura geotécnica del macizo rocoso permite laobtención de esos tamaños, contemplar laslimitaciones por vibraciones y proyeccionesen el entorno y por la maquinaria de la explo-tación.
Diseño inicialEl diseño inicial de las voladuras de escolle-ra, antes del proceso de ajuste y optimiza-ción se basó en las recomendaciones de di-seño específicas de este tipo de voladuras.Los parámetros pueden consultarse en elCuadro I.
Algunos parámetros comunes fueron:- Inclinación de barrenos entre 5º y 10º.- Diámetro de perforación de 112 mm.- Fila única de barrenos.
Este diseño, si bien produjo un arranquesuficiente y ausencia de repiés, producía unasobretrituración en la parte baja del banco(zona de carga de fondo) y unos tamaños ex-cesivamente gruesos en la parte superior.
Por ello, se introdujeron una serie de evolu-ciones en algunos de estos parámetros quecondujeron a resultados mejores para el rangorequerido de tamaños y en cuanto a la econo-mía de las voladuras.
Proceso de optimizaciónPara mejorar los resultados de las voladuras,así como la economía de las mismas, se reali-zaron una serie de ajustes:
- Mallas más abiertas en zonas de macizorocoso de menor resistencia.
- Ajuste de la carga de fondo, tanto enRiodin como en Nagolita para el anular,en paralelo con el incremento de malla.
- Tiempos secuenciados en los extremosde la voladura para proteger la integridadde los frentes remanentes e instantáneoen el resto.
- Colocación de cebo de seguridad en ca-beza (bajo el retacado) que ayudara afragmentar la zona de retacado (estratifi-cación horizontal tendente a la formaciónde losas).
Para ajustar correctamente el emplaza-miento de los barrenos, sobre todo en la zonadel banco con geometría irregular se realizaron
Se denomina escollera a la roca de grandes dimensiones que se utilizapara la protección de puertos marinos o para calzar los pies de taludesrocosos o de suelos. En este artículo se ilustran las técnicas empleadasen un caso práctico en la explotación minera que la Compañía General
de Canteras (CGC) tiene ubicada en Casares (Málaga). Ésta es la principalsuministradora de escollera para las obras de ampliación del puertode Algeciras (Cádiz).
Optimización de una voladura de escollera
Palabras clave: ARRANQUE, CANTERA, CARGA,
DIÁMETRO, ESCOLLERA, EXPLOSIVO,
FRENTE, ROTURA, TAMAÑO, VOLADURA.
� Javier ORIVE, Jefe de Producciónde Cantera La UTRERA (CGC).
Juan J. SAÉZ y Benjamín CEBRIÁN, de BLAST CONSULT, S.L.
� [CUADRO I] .- Paámetros en función del diseño de la voladura.
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perfilometrías 2D previas a la perforación. Estaacción es fundamental para asegurar una car-ga de roca regular y homogénea a todos losbarrenos.
Otro de los ajustes de mejora realizados enfunción de las características del lugar fue lareducción de sobre perforación. Los cálculosiniciales aconsejaban una sobreperforacíon 10veces el diámetro del taladro (1,1 m) y unacarga de fondo de 25 Kg. Ésta fue reducida a5 veces el diámetro de perforación y 11 Kg.de carga de fondo ya que la estratigrafía eshorizontal y no requiere de tanta fuerza parasegar el banco. De esta manera se consiguióun ahorro económico. Si se perforará más yse introdujera más explosivo, sólo se traduci-ría en vibraciones al macizo y sin resultadosaparentes en la producción.
Se separó la carga de fondo mediante unretacado intermedio de 1,5 m para que la car-ga de columna fragmente la roca de la formay tamaños deseados.
Para desacoplar la carga de columna seembolsó el A.N.F.O. en bolsas de un diámetro
de 76 mm (3 ”) y se cebó con un cartucho deGoma2-ECO (2,77 kg).
De esta manera, el impacto producido nofragmentaba la roca demasiado.
El retacado comenzó con una longitud de25 diámetros de perforación pero fue dismi-nuido hasta 15 diámetros de carga con mate-rial triturado de granulometría mayor que eldetritus de perforación, evitando así las pro-yecciones y utilizando la energía del explosivoenteramente en desplazar la roca.
La secuenciación perfecta para este tipode voladuras es la de detonación instantáneaen toda la fila de barrenos, pero dada la posi-bilidad de a priori de producir vibraciones de-masiado elevadas, se comenzó secuenciandopor grupos de dos barrenos hasta llegar a unagran fila de barrenos separados en 3 gruposcon una diferencia de 17 milisegundos entregrupo y grupo.
Los barrenos de los extremos se secuen-cian con una diferencia de 17 milisegundosdel resto de barrenos de su grupo para no da-ñar el banco.
Beneficios económicosLos beneficios económicos que se derivaronde emplear diseños especializados de voladu-ra son, por un lado, un mayor aprovechamien-to de las reservas para la venta de tamañosde mayor valor. Por otro, se produce un aho-rro directo en costes por taqueo o picado degrandes bloques, que se hubieran obtenidocuando se pretende aumentar el porcentajede escollera en pila por técnicas poco espe-cializadas.
El aumento de coste por tonelada en vola-duras para escollera por aumento de la cargade fondo y de personal para una carga máslaboriosa, se valoró en la explotación de Cía
General de Canteras en 0,15 E/t, siendo el au-mento del beneficio, por tonelada total volada
� [Figura 1] .- Evaluación del comportamiento del explosivo a diferentes alturas del frentey con diferentes configuraciones.
� [Figura 2] .- Comparación de un frente remanente por voladura de escollera (izda) con elresultante de voladura convencional (dcha). Los fundamentos de estas voladuras son paralelosa los de las voladuras de recorte.
para escollera, por mayor valor del productofinal obtenido de 0,50 E/t,.
ConclusionesLas voladuras de escollera requieren un
estudio de la geología y un diseño acordemás minucioso que en las voladuras conven-cionales de producción. Comenzar por un di-seño adecuado y ajustarlo correctamente de-riva en unos mayores porcentajes de tama-ños buscados y una mejor economía de laoperación.
Es fundamental el correcto emplazamien-to de los barrenos, controlar la rotura de lacarga de fondo y la de columna y conseguirun buen frente y suelos remanente que faci-liten la repetitividad y consistencia de los re-sultados.
Agradecimientos- Al grupo Italcimenti, al cual pertenece
Compañía General de Canteras S.A., porlos medios aportados en la realizaciónde este artículo y en especial al ingenieroresponsable de la explotación, Javier Ori-
ve por su espíritu innovador y entusias-mo en los proyectos de mejora
- Al personal de CGC, en especial a losartilleros José Antonio y Carlos, que jun-to con el resto del personal de la canteratrabajan duro por superarse en cada vo-ladura.
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� [Figura 3] .-Resultadosen tamañosadecuadostras laevolución delos diseñosiniciales.
