DISEÑO DE VOLADURA VOLADURA EN MINERIA SUPERFICIAL SUPERFICIAL
El diseño de de la malla de perforación y voladura involucra muchos aspectos aspectos y parámetros. Las condiciones particulares de cada mina determinaran los detalles del diseño de voladura superficial. Las condiciones típicas son: el diámetro del taladro, burden, espaciamiento, altura de banco, condiciones de agua, tipo de roca, explosivos,etc. A continuación se tiene tiene el perfil clásico ( cortetransvesal) de un banco:
E
E
T
L H Pc
i
J
B: Burden H: Profundidad J: Sub perforación (sobreperforacion) T: Atacado Pc: Altura de carga L: Altura de banco : : Angulo de Talud
i
1) DIÁMETRO DEL TALADRO (D) La selección del diámetro apropiado es importante para obtener una fragmentación adecuada, a un costo mínimo. Generalmente el costo de perforación y explosivos disminuye a medida que el diámetro de taladro aumenta. Una relación útil para determinar el diámetro mínimo es.
D = 0.73 H D = Diámetro del taladro en (pulg) H = Altura del banco (mt)
2) BURDEN ( espesor) (B) El burden es considerado como la variable más importante y critica en el diseño de las voladuras, con respecto a la fragmentación del material, posición de la fila de escombros, vibración y sobrerotura. El burden es definido como la distancia desde un taladro hasta la superficie libre más cercana en el momento de la detonación. El burden es función de las características del explosivo,, dela roca y del diámetro de la carga explosiva su estándar es K B :
KB =
De”
=diámetro de la carga explosiva en pulgadas
B
= burden en pies
Su valor promedio KB = 30 ESTANDAR DEL BURDEN B
KB
Explosivos densos en rocas de baja densidad
40
Explosivos densos en rocas de baja densidad promedio
35
Explosivos de densidad 1.2 en rocas promedio de densidad de 2.7
30
Explosivo de baja densidad 1.8 en roca densa 3.2
20
3) ESPACIAMIENTO (S) Es la distancia entre taladros y cargas en una fila, medida perpendicularmente hacia el burden y paralelo a la cara libre del movimiento esperado de la roca. El estándar de espaciamiento es :
KS=
KS= 2 si las cargas se indican simultáneamente. KS= 1 si las cargas se indican individualmente con retardos prolongados. KS= 1,2
si se inicia simultáneamente con retardos cortos.
4) ALTURA DE BANCO (L) Es la distancia que existe entre la cara libre superior de un banco, al piso del mismo medido perpendicularmente. Es importante que el burden y la altura de banco sean compatibles. Se considera que la altura de banco debería ser por lo menos igual a la distancia del burden y a lo más dos veces el burden
5) SUB PERFORACIÓN (J) La subperforaciones la distancia perforada debajo del nivel del piso, para asegurar que la cara completa de la roca sea removida hasta los límites deseados de excavación, de esta manera se obtienen pisos parejos. La subperforacion permite a la amplitud de la onda de esfuerzo estar en su máximo en el nivel del fondo del taladro. El estándar de la sub perforación es:
KJ =
Se considera k j = 0.3 para bancos masivos.
6) TACO (T) (retacado, atacado, collar) Este es la distancia entre la boca del taladro (superficie), hasta la parte superior de la columna explosiva (hasta donde alcanza la altura del explosivo). Esta zona vacía debe ser llenada con material estéril (puede ser detritus de
perforación) arcilla etc. Al cual se le denomina taco, para dar confinamiento a los gases de la explosión y reducir el golpe del aire (air blast)
Estándar del atacado K T = ;
para bancos:Masivos T = B ; *(KT = 0.7 control menor del volumen)
7) PROFUNDIDAD DE TALADRO (H) La profundidad de taladro no debe ser menor que el burden (espesor), la profundidad de los taladros debe estar entre 1.5 a cuatro veces del valor del burden. Su estándar es K H , toma el valor promedio de 2.6 Conociendo la altura del banco “L” y la sub perforación “J” , se calcula la
profundidad del taladro y de acuerdo la relación H= L+ J ,la que debe estar entre los valores : H= 1.5B y H=4B
ASPECTOS IMPORTANTES
“DENSIDAD”
La mayoría de los explosivos manufacturados y vendidas sobre una base de pesos esto es 50 lbs. ASTM los explosivos más potentes son más densos. Se pueden especificar esta propiedad en (03)formas. a) Por la gravedad especifica (SG) expresado por un numero en gr/cm3 (en el peor de los casos sin unidades) b) Por el stickcount (sc), numero de cartuchos en 50 lb de explosive.Ejm. 270 cartuchos de 7” x 7” en 50 lb de explosivos. c)
Densidad de carga “de” consiste en las lb de explosivos por pie de longitud de carga de =0.34(De”)SG ( )
FACTOR DE POTENCIA ( Es el factor que relaciona la producción “cantidad” de material disparado con la
cantidad del explosivo utilizado ase expresa.
V=AxL T =A x Lxdr Et = de xPCx N (lb)
A = Área de influencia del taladro L = altura de banco T = Tonelaje dr = densidad de roca Et = cantidad de explosivo de = densidad de carga PC = Altura de carga N = N° de taladro
EJEMPLO: Determinar los parámetrosgeométricos y el factor de potencia, de un disparo en un banco macizo, de un depósitopórfido de cu. Teniendo los siguientes datos. Altura de banco macizo = 12m (40 pies) Diámetro de perforación (taladro) = (7 3/8)’’ Anfo con gravedad especifica SG = 0.8 Explosivo de baja densidad, en roca dura ( K B = 20) Densidad de la roca = 3.0 ton / m3 Disparo simultaneo SOLUCION a) CALCULO DE BURDEN
B
b) CALCULO DE ESPACIAMIENTO Si Nos Dice Disparo Simultáneo
c) SUB PERFORACION Esta Dado Por El Estándar
d) TACO Para Banco Macizo = T = B T = 3,f75 m. e) PROFUNDIDAD DE TALADRO (altura de taladro). Entonces H = 12m + 3,75m = 13,13 m. f) ALTURA DE CARGA H = T + PC PC = H – T m/tal.
= 13,13 m/tal. – 3,75 m/tal. = 9,38
g) MALLA DE PERFORACION Se verá en trazos de disparo h) CALCULO DE CANTIDAD DE EXPLOSIVO Explosivo total Et = de * Pc * N Antes calculamos de = densidad de carga = lb explosivo / pie perforado Sg = Gravedad Especifica de = 0,34 (De’’)² * 56
de = 0.34 (59 / 8) ² * 0.8 de = 14,79 de = 14.8 lb explosivo / pie perforado Se calcula en lb explosivo/ metro perforado de = 14,8 lb explosivo / pie perf. * 3.28 pie / 1 m = 48.544 lb expl. /m perforado. Et = 48.544 lb expl. /m perf. x 9.38 m/tal * 1 tal. = 455.305 lb expl. i) CALCULO DE TONELAJE A ROMPER T = A * L * dr T = 3,75m x7,5m x 12m x3,0ton/m³ =1012,50 ton.
j) Fp =
PRINCIPALES TRAZOS DE DISPARO EN OPEN PIT Los taladros se disparan teniendo en cuenta dos o mas caras libres (cuanto mas caras libres tenga el banco, mejor). Estos taladros estarán dispuestos en dos o masfilas,de acuerdo al ancho del banco y otros factores. se alinean en escuadra o en sig-zag 1.- Iniciación simultanea de los taladros de una fila Corte sig –zag, el disparo sale al frente, se colocan retardos entre fila y fila
2.- Iniciacion retardada entre taladros de una fila (corte en V) Los taladros de una fila se inician con una secuencia de tiempo en este trazo se prefiere la alineación en escuadra a fin de evitar el desbalance de las ondas explosivas, el fracturamiento y movimiento del material es hacia el centro, produciéndose gran colision entre ellos, se obtiene una gran f ragmentación. En este trazo el espesor es casi igual al espaciamiento
3.- Trazo con corte lateral Los taladros de una fila son retardados hueco a hueco para evitar la vibración, se inicia el disparo en un extremo de la fila, el fracturamiento y movimiento del material es lateral, se apilona cerca de la cara del banco, las ventajas que se ofrecen con este tipo de trazo , es la buena fragmentacon, acumulación del material ideal para el carguío; permite que las palas y otros equipos que están trabajando cerca a esa zona de voladura, se puedan mover a y resguardar de la voladura.
4.- Trazo con corte en trapecio Este tipo de trazo se realiza, cuando se desea entrar al banco como por un callejón angosto o un disparo de dos caras libres para rampas.
5.- Trazo con una cara libre Se utiliza este tipo de trazo, para disparos de rampas. En ellos los taladros de una fila son alineados en escuadra, se inician al mismo tiempo y a consecuencia de ello y de tener una sola cara libre se produce una gran colision, lanzando el material en forma violenta hacia arriba.
Carguio de taladros Para efectuar el carguío de los taladros se tiene que tener un conocimiento y responsabilidad muy alto en cuanto a SEGURIDAD en cuanto al uso y manipuleo de explosivos. Esto pertenece a un tema especial a tratar: 1.- Analizar y chequear previamente el material que se va ha disparar, en razón de la roca asentada, fallas, dirección de las fallas, diaclasas, dureza de laroca, etc. 2.- Asegurarse que los taladros estén bien perforados( no estén taponeados, desviados, etc) 3.- Seleccionar el explosivo ha utilizarse en función de: la temperatura que existiera en el taladro, la presencia de agua, fragmentación deseada, además de fijar el factor de potencia y factor de carga. 4.- Medir el espesor, espaciamiento y profundidad del taladro que son los parámetros importantes. 5.- Calcular la cantidad de de explosivo para la tanda a disparar en base al calculo por cada taladro, de igual modo los cordones detonantes, retardos, mechas, booster, deck, 6.- Utilizar siempre el taco (comúnmente es el detritus de perforación) 7.- El que haga el diseño del disparo, tiene que ser un profesional que tenga experiencia en el rubro, por que estamos tratando de millones de dólares en juego.
