Calculo de la plantilla de barrenación y explosivos para una voladura tipo en un banco de piedra o explotación de un tajo.
Para el cálculo tomaremos como ejemplo el banco de una roca riolita, en el cual se utiliza un diámetro de barreno de 7,62 cm (3´´) para producir agregados.
Tipo de roca a explotar: Riolita
Densidad de la roca: 2,50 gr /cm3
Diámetro de barrenacion disponible: 7,62 cm (3´´)
Altura del banco: 8.00 m
Es de uso generalizado en el diseño de la plantilla de barrenacion, tomar en cuenta las siguientes relaciones: Borde = 30 veces el diámetro de la barrenacion, entonces: Bordo = 30 * (7,62 cm) = 228 cm = 2,30 m Espaciamiento = bordo * 1,20 = 2,80 m Sub- barrenacion = bordo *0,30 = 2,30 *0,30 =0,69 =0,70 m Taco = Bordo * 0,90 = 2,07 = 2,10 m Entonces la plantilla resultante será: 2,30 * 2,80 (bordo/espaciamiento) con una profundidad de barrenacion de 8,70m, taco de 2,10 m y la sub-barrenacion de 0,70.
8m 8.70 m
0.70 m
Para este tipo de explotación se usara una plantilla a tres bolillos, ya que se ha demostrado que es más efectiva dentro de las actuales. Ahora determinaremos el volumen de roca por barreno: Vol = bordo * espaciamiento* altura del banco (no incluir sub-barrenacion)
Vol = 2,30 m *2,80 *8,0 m = 51,52 m3 Para el cálculo del factor de carga tenemos que determinar la longitud efectiva del barreno (LEC), que se puede cargar de explosivos y esto lo obtenemos restando la longitud del taco (T) de la profundidad de barrenacion (PB, incluyendo la sub-barrenacion). LEC = PB – T = 8,70 m -2,10 m = 6,60 m. Para un diámetro de 7,62 cm la carga de explosivo por metro (CE/m, en explosivos de densidad 1,0 gr/cm3) es de 3,55 kg/m. Para este caso los explosivos comerciales que se utilizaran son: Alto explosivo: Emugel 2000 (5,08 x 40,64 cm y densidad de 1,2 gr/cm3) Agente explosivo: dinatramex (a granel y densidad de 0,85 gr/cm3) Es necesario determinar la proporción del alto explosivo y del agente explosivo (anfo) que se usaran en este cálculo, que confiablemente seria de 20:80, respectivamente, con el pro pósito de eficiencia después de observarse los primeros resultados. Es así como se obtiene la carga total del explosivo y del agente explosivo, procedimiento es el siguiente: Densidad: Emugel 2000 = 1,20 gr/cm3 Densidad: Anfo Emusel C = 0,86 gr/cm3 Relación de carga 20% del Alto explosivo + 80% del Agente Explosivo Factor de densidad (FD)= (1,20 *0,20) + (0.80*0,86) = 0,928 grs/cm3 Ahora obtendremos la carga de explosivo (CE) por m para un factor de densidad de 0,928 grs/cm3. Y un diámetro de 7,62 cm (3´´): 2
Carga de explosivo por M (CE/m) = π r2 * 100 *FD = 3.1416 *(3.81 ) * 100 *0,928 gr/m. CE/m = 4,230 gr/m = 4,230 kg/m Para obtener la carga total de explosivo por barreno (TEB) y la correspondiente al alto explosivo (ALEB) y al agente explosivo (AGEB), procedemos de la siguiente manera: Carga total de explosivo por barreno (TEB)= LEC*CE/m TEB= 6,60 m * 4,230 kg/m = 27,91 kg Total de kg de alto explosivo por barreno (ALEB) = TEB *20 % = 27,910 * 0,20 = 5,580 Kg = 5,500 Kg Como los cartuchos de emulgel 2000 en medidas de 5,08 x 40,64 cm tienen un peso de 1,00 kg ajustaremos la cantidad a 5,500 kg para así utilizar 5,5 pzas de cartuchos y facilitar la operación. Total de kg de agente explosivo por barreno (AGEB) = TEB – ALEB
AGEB = 27,910 – 5,500 = 22,410 kg Después de haber obtenido tanto el volumen de roca a explotar por barreno (VOL), como el total de kg de explosivos por barreno (TEB), podemos determinar el factor de carga FC que resulte para este caso. Factor de carga (FC) = TEB /VOL = 27,91 Kg /51,52 m3 = 0,541 Kg /m3 El factor de carga obtenido es bueno para iniciar la explotación del banco en cuestión, aunque la aplicación y los resultados obtenidos marcaran la pauta para aumentar o disminuir el factor. Distribución de la carga en el barreno
Como se comento anteriormente, la mayor resistencia dentro del barreno se encuentra al pie del mismo y por eso es recomendable que la carga del alto explosivo (comúnmente llamado cebo) deba situarse en esta zona con un doble propósito; el primero consiste en iniciar confiablemente la columna de explosivo y el segundo en abatir la resistencia que se tiene en el pie del barreno.
Taco (Gravilla) 2.10 m 8 70 m Agente explosivo Anfo emugel C 5,3 m Alto explosivo emugel C 2000 1.24 m
