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TALLER VOLADURA CONTROLADA

Ph. D. Carlos Agreda Turriate Consultor Intercade

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PROBLEMA DE APLICACION 1 En una operación minera, se cuenta con la siguiente información: Diámetro del taladro amortiguado Ф: 12 pulgadas Altura de carga con MEC tipo A: 10 pies Densidad MEC tipo A ρ1 = 1.25 g/cc Altura de banco (BH): 50 pies Densidad de carga de la MEC tipo A: LD = 61.3 lb/pie Se pide lo siguiente: 1) Calcular la profundidad de entierro de la carga explosiva diseñada. 2) Discutir los resultados. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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ALGORITMO DE SOLUCION Carga explosiva: 10 pies.

10 pies (61.3 lb / pie ) = 613 lb Cálculo de la profundidad diseñada (Dcd) Para efectuar el cálculo de la referencia, se tiene lo siguiente:

Dcd = 4.0W 1/ 3

Reemplazando valores

Dcd = 4.0(613)

1/ 3

∴ D = 34 pies P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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Cálculo de la profundidad diseñada ajustada (DCA) Para efectuar el cálculo de la referencia, se tiene lo siguiente: Para 10 pies de carga explosiva, se dejará 40 pies de taco. Para 6 diámetros de taladro del explosivo usado, será 12 igual a (6)  = 6 pies .  12 

Entonces

1  DCA = 40 +  (6) = 43 pies 2  ∴ D = 43 pies P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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DISCUSION DE RESULTADOS Al determinarse la profundidad diseñada (Dcd) sea menor a aproximadamente igual a la ajustada, los efectos de cratering serán mínimos o no existentes. En este tendrá una pared o límite de la excavación muy segura, aunque algo de fracturamiento aparecerá en la superficie. Por otro lado, es recomendable que estos dos valores calculados sean iguales. Así por ejemplo, se puede asumir que si la carga de fondo se incrementa a 15 pies. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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Entonces, se tendrá lo siguiente:

15′(61.3 lb / pie ) → Densidad de c arg a = 919.50 lb

Cálculo de la profundidad diseñada (Dcd) Para efectuar el cálculo de la referencia, se tiene lo siguiente: DCd = 4.0(919.50 )

1/ 3

∴ Dcd = 38.90 pies

Cálculo de la profundidad diseñada ajustada (DcA) En este caso, para 15 pies del explosivo A, se dejará 35 pies de taco. 1  DCA = 35 +  (6) = 38 pies 2 ∴ D = 38 pies



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ANALIZANDO LOS VALORES OBTENIDOS Se puede afirmar que los valores de (Dcd) y los valores de (DcA) son muy similares, por lo que se concluye enfatizando que una carga de fondo de 15 pies del explosivo A sería suficiente para llevar a cabo el trabajo de voladura amortiguada, y no causaría un efecto de cratering en exceso ni ningún daño en los límites finales de la excavación.


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PROBLEMA DE APLICACION 2 Una roca con una resistencia compresiva (Sc) de 40,000 psi y una resistencia tensional de 2500 psi debe ser precortada usando una columna continua de una MEC empaquetada de 1 ¼” de diámetro, la cual se cargará en taladros de 3” de diámetro. La velocidad de detonación de la MEC es de 16,000 pies/sec, y tiene una densidad de ρ1 = 1.30 g/cc. Se pide lo siguiente: 1. Calcular la presión dentro de los taladros. 2. Calcular el espaciamiento entre los taladros del precorte. 3. Discutir los resultados. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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ALGORITMO DE SOLUCION Como se sabe, la presión dentro de los taladros (Pb) se puede calcular usando la siguiente fórmula: r  Pb = 1.69 x 10 (D ) (ρ ) e   rb  −3

2.4

2

→ (1)

Reemplazando valores en la fórmula 1.25 / 2  Pb = 1.69 x 10 (16,000) (1.3)  3 / 2  −3

2.4

2

Pb = 68,796 psi P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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DISCUSION DE RESULTADOS El valor obtenido podría ser aceptable, siempre y cuando algo de trituración alrededor de los taladros no fuera crucial; pero es mejor tratar de bajar el valor de la presión dentro de los taladros (Pb), obteniendo en los cálculos anteriores; para lo cual se podrá usar un espaciador entre los cartuchos de la MEC que está siendo usada. Ejemplo: un espaciador con la misma longitud del cartucho de MEC, la cual también debe ser desacoplada. Luego se tendrá lo siguiente:  r  Pb = 1.69 x 10 (D ) (ρ1 ) C e  rb   −3

2

2. 4

→ (2 )



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Reemplazando valores 1.25 / 2   Pb = 1.69 x 10 (16,000 ) (1.3) 0.5  3/ 2   Pb = 29,945 psi −3

2.4

2

Luego se puede observar que la presión dentro de los taladros (Pb) está muy por debajo de la resistencia compresiva (Sc) de la roca y, por lo tanto, no habrá trituración alrededor de los taladros.


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CALCULO DEL ESPACIAMIENTO ENTRE TALADROS DEL PRECORTE Se sabe que la fórmula para calcular el espaciamiento (S) entre taladros del precorte es la siguiente:

Reemplazando valores

∴ S ≤ 39 pu lg . P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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Por lo tanto, cuando los taladros de la línea del precorte, son desacoplados y espaciados. El espaciamiento entre estos debe ser ≤ 39 pulg. O, aproximadamente, 3 pies. S ≤ 3 pies Taco Air deck MEC Booster P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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PROBLEMA DE APLICACION 3 Una roca teniendo una resistencia compresiva dinámica de 50,000 psi debe ser precortada con taladros de 3” de diámetro. La MEC a ser usada en esta operación minera de voladura controlada produce una presión dentro del taladro siguiente:

(Pb )C = 450,000 psi También se tiene como información lo siguiente:

CR = 0.40 P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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Se pide lo siguiente: 1. ¿Cuál es la dimensión del cartucho del explosivo a usarse? 2. Discutir los resultados.


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ALGORITMO DE SOLUCION 1. Para solucionar este problema, en primer lugar se debe igualar la presión dentro del taladro a la resistencia compresiva dinámica de la roca; es decir…

(Pb )dc = 50,000 psi Por otro lado

(Pb )c(MEC ) = 450,000 psi Se sabe que… CR 2.4 =

(PB )dc → (1) (Pb )c



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Reemplazando valores en (1)

CR 2.4 = 0.11 Por otro lado, se tiene lo siguiente:

rc =

CR (rh ) → (2 ) c

Reemplazando valores en (2)

rc =

0.40(1.5) = 0.6 inches 1


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2. Discusión de resultados El diámetro de la MEC debe ser 1.2 inches. Entonces, tomando el tamaño de cartucho más cercano se obtendrá el siguiente valor: φ = 1 1/8”



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PROBLEMA DE APLICACION 4 Una roca con una resistencia tensional dinámica de 2500 psi y una resistencia compresiva dinámica de 40,000 psi debe ser precortada, usando una columna continua de cartuchos de explosivos de 1 ¼” de diámetros. El diámetro de los taladros del precorte es de φ = 4”. Se pide lo siguiente: 1. Calcular el espaciamiento (S) entre los taladros del precorte. 2. Discutir los resultados. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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ALGORITMO DE SOLUCION 1. En primer lugar, se debe calcular el radio de acoplamiento, para lo cual se tiene lo siguiente:

r  CR =  c c  → (1)  rh  Reemplazando valores en (1)

1.25 / 2  CR =  1  4.0 / 2  CR = 0.31 P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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Por otro lado, se sabe que…

CR 2.4 = 0.061 Luego se tiene lo siguiente:

(Pb )dc = (Pb )c x 0.061 → (2) Reemplazando valores en (2)

(Pb )dc = 450,000(0.061P ) ∴ (Pb )dc = 27,450 psi P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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Analizando la presión dentro del taladro, se puede apreciar que este es un valor mucho menor a la resistencia compresiva dinámica in situ del macizo rocoso. Luego para calcular el espaciamiento (S) entre los taladros del precorte, se tiene lo siguiente: S=

2r (Pb + T ) → (3) T

Reemplazando valores en (3), se tiene: 4(27,450 + 2,500) = 47.9 inches 2,500 ∴ S = 4 pies S=



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2. Discusión de resultados Si la roca fuera altamente fracturada, entonces su resistencia compresiva dinámica in situ será menor; tal vez podría estar en un rango de 20,000 psi y, por lo tanto, se tendría una presión dentro del taladro (Pb) menor. De tal manera de evitar fracturamiento hacia atrás y, por lo tanto, el espaciamiento (S) entre los taladros del precorte sería menor.


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PROBLEMA DE APLICACION 5 En este caso-estudio, el servicio de asesoría solicitado fue a la compañía “ICAT SAC” por la empresa contratista a cargo de la obra; dicha asesoría fue concerniente a la voladura controlada, que en aquel caso fue el método de voladura controlada denominado recorte. La información técnica al respecto fue la siguiente: Tipo de formación rocosa: cuarzo monzonítica meteorizada Densidad de la roca: ρr = 2.51 ton/m3 Presencia de agua: casi nula Diámetro de la perforación φ = 2” Altura de la excavación (primera etapa) = 5.0 m P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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Tipo de voladura controlada: recorte y line drilling en las esquinas Burden del recorte: B = 1.0 a 1.20 m Longitud del perímetro de la excavación: 72.3 m MEC usada fue la siguiente: a. MEC SFT – P (para carga de columna, alternativa 1) Diámetro: 11/16” (17.5 mm) Longitud: 20” (510 mm) Peso: 125 g Potencia en peso: 77 (AN/FO = 100)


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b. MEC TRX 2 Tamaño: 1” x 8” (para carga de fondo, alternativa 1 y 2) Peso: 125 g Potencia en peso: 168 (AN/FO = 100) Tamaño: 1” x 4” (para carga de fondo, alternativa 2) Peso: 62.5 g Potencia en peso: 168 (AN/FO = 100)



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Esquema propuesto para el recorte Espaciamiento para taladros del recorte: 80 cm Espaciamiento para taladros line drilling (esquinas): 40 cm Longitud de perforación (recorte y line drilling): 5.0 m Número total de taladros recorte: 90 Número total de taladros line drilling: 12 Longitud total de perforación: 510 m Especificación del explosivo para cada taladro de recorte



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Alternativa 1 Carga de fondo = 2 cartuchos TRX 2 (1” x 8”) Carga de columna = 8 unidades de SFT-P (11/16” x 20”)(densidad lineal de carga explosiva por metro: 0.20 kg/m) Alternativa 2 Carga de fondo = 2 cartuchos TRX 2 (1” x 8”) Carga de columna = 13 unid. TRX 2/tal de 1” x 4” (1/2 cartucho), colocados a 35 cm uno del otro en un cordón detonante de 5 (g/m), que da una densidad lineal de carga similar a la alternativa 1.


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Tipo de detonador: noneles de N.º 0 y 1 Secuencia de salida = se indica en la figura siguiente.

Resultados obtenidos: Estos tanto en la primera etapa como para los siguientes fueron adecuados, de acuerdo al número de las “medias cañas” observadas. Se usaron en ambas alternativas, aunque fue más frecuente el uso de la alternativa 2.



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PROBLEMA DE APLICACION 6 En este caso-estudio, el servicio de asesoría solicitado fue a la compañía “ICAT SAC” por la empresa contratista a cargo de la obra; dicha asesoría fue concerniente a la voladura controlada y de producción. El macizo rocoso donde se realizó esta excavación es volcánica y sin presencia de agua. Perforación: La malla de perforación de los taladros de producción fue de 1.5 m x 1 m, con diámetro de 3”. La perforación del precorte se realizó cada 30 cm para cambiarla a 45 cm, a partir del segundo disparo. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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Este cambio se determinó debido al buen resultado obtenido en el primer disparo, por lo cual se reduce el número de metros a perforar en el precorte, reduciendo por ende los costos de perforación, y así también se optimizó tiempo en taladros del precorte. Los taladros fueron cargados con MEC TRX 1” x 8” y 7/8” x 8” espaciada cada 20 cm entre uno y otro cartucho. Las cargas fueron preparadas y consistieron en adherir TRX a una línea doble de cordón detonante denacord-3, a un tubo de PVC de ½” de ancho, colocando en el extremo inferior dos unidades de APD cilíndrico de 150 g. Los “chorizos” fueron variando de acuerdo a la profundidad y diámetro de la perforación de los taladros.


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También los diagramas de perforación y secuencia de salida de la voladura fueron variando de acuerdo a las condiciones del macizo rocoso, tales como cara libre, profundidad, paredes a proteger, granulometría adecuada para la evacuación del material, tipo de roca, etc. En caso de no contar con cara libre, esta fue reemplazada por perforaciones sin cargas de MEC. En algunos casos, el diámetro de perforación fue menor, debido a que estas perforaciones fueron realizadas por el personal y equipos de otra empresa, variando en este caso la mallas de perforación.



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Taladros de producción: La MEC empleada para los taladros de producción fue ANFO como carga de columna, y como iniciador se usó APD cilíndrico de 450 o de 150. Por otro lado, para la voladura secundaria se usó AG 60% en 7/8” x 8” (se observa mejor en el siguiente gráfico). Accesorios usados: Noneles de 20 o 32 pies, la secuencia de salida y cordón detonante decord-3 para el amarre. Ocasionalmente se usaron conectores de superficie. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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TALADRO DE PRECORTE


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Antecedentes: zona totalmente empotrada de 8.0 m de profundidad Sector: chancadora primaria cota 792,6 Toneladas: 2,060.40 φ de perforación: 3”, algunos de 2.5” Malla: 1.5 m x 1.0 m Precorte: 80 taladros espaciados cada 45 cm Producción: 73 taladros Profundidad: 9.0 m



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Explosivos utilizados AN/FO: 1.625 kg TRX 1” x 8”: 1.309 unid. TRX 7/8” x 8”: 313 unid. APD cil. 150: 296 unid. Decord-3: 1.524 m Conectores 35 m: 14 unid. Conectores 42 m: 2 unid. Nonel m 32 pies: 67 unid. Nonel m 20 pies: 69 unid. Carguío: Los taladros de producción se cargaron sin taco intermedio y un taco superior de 1.0 m. Todos los taladros tenían doble iniciador (APD) y AN/FO como carga de columna. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade

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Los taladros del precorte se cargaron todos, por estar estos separados a 45 cm uno del otro. La carga usada fue “chorizo” de TRX espaciado 20 cm, entre uno y el otro cartucho. En la parte inferior del “chorizo” se colocaron dos APD de 150 como carga de fondo. El cambio de los APD 450 a 150 se debe a que todos los taladros se cargan dando una mayor concentración de carga de fondo. Para la iniciación de este disparo se hicieron dos perforaciones de 6½ pulgadas, razón por la cual este disparo se inició en dos puntos. P h.D. - Carlos Agreda - [email protected] - Consultor Intercade


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Observaciones Este disparo se inició en forma simultánea con un disparo de acceso a la chancadora. La granulometría fue bastante adecuada. Las medidas de las cañas se pudieron observar en su mayoría.


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DIAGRAMA DE VOLADURA



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BIBLIOGRAFIA


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controlada:

teoría

y

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“Nunca te avergüences de emprender algo aunque fracases, porque aquel que no ha fracasado nunca no ha intentado tampoco nada”.



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