Diseño de Voladura Aplicando Konya

2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Escuela Académico Profesional Pr ofesional Ingeniería de Minas

Diseño de Voladura Aplicando los Teoremas del Dr. Calvin J. Konya

CURSO: TECNOLOGÍA DE EXPLOSIVOS Integrantes: .- Alcalde Ruiz, Jorge .- Blas Tello, Jose .- Camino Céspedes, Luis .- Dávila Tantalean, Eduardo .- Gutiérrez Díaz, Jorge .- León Catillo, Luis. .- López Miranda, Renzo. .- Solórzano Ávalos, Cesar.

I.

PRESEN TA CI ÓN _________________________________________________ 1

_________________________________________ 2 I I . DI SEÑO DE VOLA DURAS

2.1.

A Tajo Abierto

2.2.

_______________________________________________ _________________ 9 Diseño para Chimeneas ______________________________

______________________________________________________ 2 ______________________________________________________ 2.1.1. Variables de Diseño ________________________________________________ _____ 2 2.1.1.1. Burden _____________________________________________________________ 2 _____________________________________ _________ 2 a. Ajuste para el tipo de roca y explosivo ____________________________ ____________ _________________________ 4 b. No considera la densidad del explosivo _____________________________________ ______________________ _____________ ______4 c. Correcciones del burden por el número de hileras _______________ d. Corrección por factores geológicos _______________________________ ________________________________________ _________ 5 2.1.1.2. Espaciamiento _______________________________________________________ 6 2.1.1.3. Longitud Longitud del taco _______________ ______________________ _______________ _______________ _______________ _______________ ________ _6 2.1.1.4. Tamaño de partícula (granulometría del taco) _______________ ______________________ ______________ _______6 2.1.1.5. Sobre perforación ____________________________________________________ 6 2.1.1.6. Profundidad del barreno ___________________________ ______________________________________________ ___________________ 7 2.1.1.7. Longitud Longitud de la columna de explosivo ________________________________ ____________________________________ ____ 7 2.1.1.8. Factor de carga lineal _________________________________________________ 7 ___ _____________________________________________ ________________ 7 2.1.1.9. Columna del explosivo ________________________________ __________________________________________ _______________ 7 2.1.1.10. Metros cúbicos por taladro ___________________________ 2.1.1.11. Factor de carga _____________________________________ _______________ 8 2.1.1.12. Toneladas métricas por taladro _______________________________________ 8 _________________________________________________ ___________________ 8 2.1.1.13. Factor de potencia ______________________________

2.2.1. Variables de Diseño ________________________________________________ _____ 9 ________________________________________________________ ________________________ 9 2.2.1.1. Burden ideal ________________________________ 2.2.1.2. Numero de anillos ___________________________________________________ 10 _______ _________________________________________________ ____________________ 10 2.2.1.3. Burden real ____________________________________ __________ _________ 10 2.2.1.4. Espaciamiento de los barrenos en cada anillo (estimado) ___________________ ________________________________________ ________ 10 2.2.1.5. Numero de barrenos por anillo ________________________________ _________________________________________ ______________ 10 2.2.1.6. Espaciamiento real por anillo ___________________________ 2.2.1.7. Profundidad de avance __________________________________________ _____ 11 _________________________________________ ______________ 11 2.2.1.8. Sobre perforación (pasadura) ___________________________ 2.2.1.9. Longitud de taco ____________________________________________________ 11 2.2.1.10. Profundidad del barreno ___________________________________________ 11 2.2.1.11. Longitud de carga (columna de explosivo) _____________________________ 11 2.2.1.12. Factor de carga lineal ______________________________________________ 12 2.2.1.13. Columna del explosivo _____________________________________________ 12 2.2.1.14. Explosión total ____________________________ ___________________________________________________ _______________________ 12 ________ ____________________________________________ ______________ 12 2.2.1.15. Volumen total ______________________________________ _________________________________________ ______________ 12 2.2.1.16. Metros cúbicos por taladro ___________________________ 2.2.1.17. Factor de carga _____________________________________ ______________ 13 2.2.1.18. Toneladas métricas por taladro ______________________________________ 13 ________________________________________________ __________________ 13 2.2.1.19. Factor de potencia ______________________________ 2.2.1.20. Ángulo de ajuste __________________________________________________ 13 ________________________________________________ __________________ 13 2.2.1.21. Tiempo de retardo ______________________________ ________________________________________ 15 I I I . DISEÑ DISEÑO O DE PLANTIL LAS

3.1.

Principios de las plantillas de voladuras de producción ____________________ 16

3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4.

Iniciación instantánea y bancos bajos _____________________________________ 17 Iniciación instantánea y bancos altos ______________________________________ 18 ______________________________________ ________ 19 Iniciación retardada y bancos bajos ______________________________ _______________________________________ ______________ 20 Iniciación retardada y bancos altos _________________________

I V . BI BL I OGRAF OGRAF ÍA _________________________________________________ 21

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

I. PRESENTACIÓN

El propósito de este trabajo es el de dar a conocer los fundamentos básicos del diseño de voladuras, desde el punto de vista experimental materializado en ecuaciones matemáticas. La ejecución de voladuras ha evolucionado de un arte a una ciencia, ya que, muchas de las variables de las voladuras se pueden calcular utilizando fórmulas simples de diseño y sus variantes en el tiempo. Este resumido informe no tiene la intención de ser un manual o enciclopedia de voladuras, más bien pretende dar a conocer el método de diseño racional que propone el Dr . Calvin J. Konya y las variantes que él y sus colaboradores han venido desarrollando desde sus principios científicos. La industria de las voladuras está cambiando rápidamente con nuevas teorías, productos y técnicas. Y las fórmulas de diseño de Konya son muy amigables para el lector, pues es capaz de proveer al lector con un mejor entendimiento de la tecnología actual y proponer un método para corregir los problemas más comunes en las voladuras. Las técnicas, fórmulas y opiniones expresadas se basan en la experiencia de los autores. Estas deben ayudar al lector a evaluar los diseños de voladuras y determinar si son razonables y si estos diseños funcionarán bajo condiciones normales. Un área relacionada con las voladuras que se mantiene cómo un arte es la evaluación adecuada de las condiciones geológicas con que se trabaja. La evaluación incorrecta puede producir resultados pobres en la voladura. Una geología compleja y otros factores pueden requerir de cambios en el diseño, así pues los métodos deberán ser modificados para compensar por condiciones geológicas poco usuales y locales.

1|Página


II. DISEÑO DE VOLADURAS 2.1. A Tajo Abierto 2.1.1. Variables de Diseño B = Burden T = laco J = Sobre perforación L = Altura de banco H = Profundidad del barreno PC = Longitud de la columna de explosivo

2.1.1.1. Burden Si el operador ha seleccionado un burden y lo ha utilizado con éxito con un diámetro de barreno determinado y quiere calcular el burden para un diámetro diferente, ya sea mayor o menor, puede hacerlo de manera fácil siempre y cuando lo único que esté cambiando sea el diámetro del barreno y el tipo de roca y explosivo se mantengan igual. Para hacer esto, puede utilizar la siguiente relación: B2



B1

De 2 De1

B1 = Burden utilizado exitosamente en voladuras previas De1 = Diámetro del explosivo para B1 B2 = Nuevo burden De2 = Diámetro nuevo del explosivo para B2

a. Ajuste para el tipo de roca y explosivo Cuando un operador se está moviendo hacia una nueva área de trabajo donde no ha tenido experiencia previa, sólo tendrá las características generales de la roca y el explosivo para trabajar. En estos casos y sobre todo si existen asentamientos humanos cercanos, es esencial que la primera voladura no sea un desastre. Para estimar el burden bajo estas situaciones, la siguiente fórmula empírica resulta de ayuda.

2|P á g i n a


B

 2 * SGe   0.012   1.5  De ... ( / 10% de  SGr 

error )

B = Burden (m) SGe = Gravedad Especifica o Densidad del Explosivo (g/cm3) SGr = Gravedad específica o Densidad de la Roca (g/cm3) De =. Diámetro del Explosivo (mm) En el terreno de trabajo, los diámetros tanto del explosivo como de los taladros suelen medirse en unidades del sistema inglés, en este caso sería en pulgadas (pulg) y para el uso de esta fórmula y el de muchas otras se necesita variantes del sistema internacional por lo que podemos usar estas conversiones: 1 pulg = 25.4 mm 1 pie = 0.3048 m Además, otra manera basada en las teorías del Dr. Ash. Determina el burden con base en la relación entre el diámetro de la carga explosiva y la densidad, tanto del explosivo como de la roca, según la siguiente fórmula.

B



3.15*De *

3

SGe SGr

.- Burden (pies) .- SGe = Gravedad Especifica o Densidad del Explosivo (g/cm3) .- SGr = Gravedad específica o Densidad de la Roca (g/cm3) .- De =. Diámetro del Explosivo (pulg) Las ecuaciones anteriormente propuestas para el cálculo del burden usaban la densidad de los explosivos cómo un indicador de la energía. La nueva generación de suspensiones explosivas, llamadas emulsiones, de alguna manera tiene diferentes energías aunque tienen casi la misma densidad. Las ecuaciones de burden propuestas hasta ahora definirán un burden razonable pero no diferenciarán entre los niveles de energía de algunos explosivos cómo las emulsiones. De 3|P á g i n a


manera de poder aproximar aún más el burden para una voladura de prueba, se puede utilizar una ecuación que considera la potencia relativa por volumen en lugar de la densidad del explosivo. La potencia relativa por volumen es el nivel de energía a volumen constante y comparado a un explosivo básico. El explosivo básico para comparación es el nitrato de amonio y diesel al cual se le ha asignado un nivel de energía de 100. Para usar la ecuación de energía se deben considerar la potencia relativa por volumen del explosivo. Se ha encontrado que los valores de la potencia relativa por volumen que resultan de los datos de la prueba de la energía de burbuja, normalmente producen resultados razonables. El trabajar con energías relativas puede ser confuso ya que las energías relativas pueden ser calculadas, en lugar de obtenidas de datos de pruebas de energía de burbuja. El explosivo dentro del ambiente del barreno puede no ser tan eficiente cómo se podría esperar por los datos de la prueba subacuática. La ecuación que utiliza energía relativa es:

B



0.008*De * 3

St v SGr

b. No considera la densidad del explosivo

_ _ _ _

B = burden (m) De = Diámetro del Explosivo (mm) Stv = Potencia relativa por volumen (ANFO = 100) SGr = Gravedad Específica de lo Roca (g/cm3

c. Correcciones del burden por el número de hileras Muchas operaciones de voladuras se llevan a cabo usando una o dos hileras de barrenos. En estos casos, el bordo entre la primera y segunda hilera será igual. En otras voladuras sin embargo, se utilizan tres o más hileras. Cuando el tiempo de voladura no es correcto, es más difícil romper las últimas hileras de barrenos en voladuras de hileras múltiples, ya que las hileras previas añaden resistencia y confinamiento extra a las hileras traseras. Esto ocurre también con frecuencia en voladuras con apilamientos anteriores. Las voladuras con apilamientos anteriores son aquellas que se disparan antes de que el material de la voladura previa sea removido. Para ajustar los bordos de la tercera, cuarta e hileras subsecuentes, se puede utilizar el factor de corrección Kr cómo se indica en 4|P á g i n a


la tabla. El bordo para la voladura de prueba será el calculado originalmente multiplicando por Kr.

Tabla: Correcciones por el número de hileras (HILERAS Kr) Una o dos hileras  Kr = 1.0 Tercera hilera y subsecuentes o voladuras con apilamientos anteriores  Kr = 0.9

d. Corrección por factores geológicos Ningún valor será satisfactorio para la dimensión exacta del bordo en un tipo particular de roca debido a la naturaleza variable de la geología. Aun cuando las características de resistencia se mantengan sin cambio, la forma del depósito y la estructura geológica deben ser consideradas en el diseño de una voladura. El ángulo de los estratos influye el diseño del bordo dentro del patrón. Para estimar la desviación de la fórmula normal del bordo para estructuras rocosas poco usuales, se incorporan dos constantes a dicha fórmula. La constante Kd se utiliza para la forma del depósito y la constante Ks es la correcci6n para la estructura geológica. Los valores de Kd tienen un rango de 1.0 a 1.18 y describen el sentido de los estratos. El método de clasificación se divide en tres casos generales de depósito: estratos sumergiéndose hacia el corte, estratos sumergiéndose hacia la cara y otros tipos de depósitos.

La corrección para la estructura geológica toma en cuenta la naturaleza fracturada de la roca in situ, la resistencia de las juntas y su frecuencia así cómo la forma en que están cementados los estratos de roca. Los factores de corrección para la estructura de la roca varían de 0.95 a 1.30 (Tabla 6.4). La roca masiva e intacta tendrá un valor de Ks de 0.95 mientras que la roca altamente fracturada puede tener un valor de Ks cercano a 1.30 5|P á g i n a


2.1.1.2. Espaciamiento S 

L  7 B 8

_ S = Espaciamiento (m) _ B = Burden (m) 2.1.1.3. Longitud del taco T



0.7* B

_ T = Longitud de taco (m) _ B = Burden (m) 2.1.1.4. Tamaño de partícula (granulometría del taco)

Sr

Dh 

20

_ Sr = tamaño de partícula (mm) _ Dh = diámetro del barreno (mm) 2.1.1.5. Sobre perforación J



0.3* B

_ J = Sobre perforación (m) _ B = Burden (m)

6|P á g i n a


2.1.1.6. Profundidad del barreno H



L  J

_ H = profundidad del barreno (m) _ L = Altura de Banco (m) _ J = sobre perforación (m) 2.1.1.7. Longitud de la columna de explosivo PC



H



T

_ PC = longitud de la columna de explosivo (m) _ H = profundidad del barreno (m) _ T = longitud de taco (m) 2.1.1.8. Factor de carga lineal q



0.078539*SGe *De

2

_ q = Factor de Carga por metro (Kg/m) _ SGe = Gravedad Especifica o Densidad del Explosivo (g/cm3) _ De =. Diámetro del Explosivo (cm) 2.1.1.9. Columna del explosivo

Q



q * PC

_ Q = columna de explosivo (Kg) _ q = factor de carga (Kg/m) _ PC = longitud de la columna de explosivo (m) 2.1.1.10. Metros cúbicos por taladro MCT

_ _ _ _



L * B * S

MCT = metros cúbicos por taladro (m3) L = Altura de Banco (m) B = Burden (m) S = Espaciamiento (m) 7|P á g i n a


2.1.1.11. Factor de carga FC

Q 

MCT

_ FC = Factor de carga (Kg/m3) _ Q = columna de explosivo (Kg) _ MCT = metros cúbicos por taladro (m3) 2.1.1.12.Toneladas métricas por taladro TMT



MCT *SGr

_ TMT = Toneladas métricas por taladro (TM) _ MCT = Metros cúbicos por taladro (m3) _ SGr = Gravedad Específica de lo Roca (g/cm3) 2.1.1.13.Factor de potencia

FP

Q



TMT

_ FP = Factor de Potencia (Kg/TM) _ Q = columna de explosivo (Kg) _ TMT = Toneladas métricas por taladro (TM) Ejemplo: La formación rocosa es de caliza (densidad = 2.6 g/cm3) y tiene estratos horizontales con muchas juntas débiles. Está altamente laminada con capas poco cementadas. El explosivo será una suspensión encartuchada (potencia relativa de 140) con una densidad de 1.2 g/cm3. Los cartuchos de 127 mm de diámetro serán cargados dentro de barrenos mojados de 165 mm de diámetro. Se plantea un diseño con una altura de banco de 7 metros. 140

i.

Burden:

ii.

Corrección por condicion es geológicas: B = Kd*Kr*B’ = 1 * 1.3*3.84 =

B '



0.008 *127 * 3

2.6



3.84m

4.99m iii.

Espaciamiento:

S 

7  7 * 4.99 8

= 5.24 m 8|P á g i n a


iv. v. vi. vii. viii. ix.

T

Taco: Tamañ o de par tícu la Sobre perforación: Prof un didad del barr eno:

0.7*4.99 =



Sr

165 

20

3.49 m

= 8.25 mm

1.50 m H  7  1.5 = 8.5 m J



0.3* 4.99 =

L ongitud de la column a de explosivo: PC 8.5 3.49 = 5.01 m 

F actor de carga l in eal:

q



2



0.078539*1.2 *12.7

= 15.20

Kg/m x.

Colu mn a de explosivo:

Q = 15.20*5.01 = 76.15 Kg

xi.

M etros cúbicos por taladr o:

MCT = 7*4.99*5.24 = 183.03 m3

xii.

F actor de carga:

FC

xiii.

Toneladas mé tr icas por tal adr o:

TMT = 183.03*2.6 = 475.88 TM

xiv.

F actor de potenci a:

FP

76.15 

183.03

= 0.42 Kg/m3

76.15 

543.99

= 0.16 Kg/TM

2.2. Diseño para Chimeneas 2.2.1. Variables de Diseño 2.2.1.1.

Burden ideal El burden para la voladura de un tiro se determina de la misma manera que en una voladura de superficie.

B

 2 * SGe   0.012   1.5  De ... ( / 10% de  SGr 

error )

_ B = Burden (m) _ SGe = Gravedad Especifica o Densidad del Explosivo (g/cm3) _ SGr = Gravedad específica o Densidad de la Roca (g/cm3) _ De =. Diámetro del Explosivo (mm)

9|P á g i n a


2.2.1.2.

Numero de anillos RSH Na



B 

2

B

1

_ Na = Número de Anillos (Debe redondearse a los enteros) _ RSH = Radio del tiro o de la chimenea (m) _ B = Burden (m) 2.2.1.3.

Burden real B R

2 RSH 

2 Na



1

_ BR = Burden Real (m) _ Na = Número de Anillos _ RSH = Radio del tiro o de la chimenea (m) 2.2.1.4.

Espaciamiento de los barrenos en cada anillo (estimado) S



B R

_ S = Espaciamiento (m) _ BR = Burden real (m) 2.2.1.5.

Numero de barrenos por anillo N H



2 R R

S

_ NH = Número de Barrenos por Anillo _ RR = Radio del Anillo (m) _ S = Espaciamiento (m) 2.2.1.6.

Espaciamiento real por anillo Sr



2 R R

N H

_ Sr = Espaciamiento real por anillo (m) _ NH = Número de Barrenos por Anillo _ RR = Radio del Anillo (m) 10 | P á g i n a


2.2.1.7.

Profundidad de avance L



2B R

_ L = Avance (m) _ B = Burden (m) 2.2.1.8.

Sobre perforación (pasadura) J



0.3B R

_ J = Sobre perforación (m) _ B = Burden (m) 2.2.1.9.

Longitud de taco T



0.5B R

_ T = Longitud de taco (m) _ B = Burden (m) 2.2.1.10. Profundidad del barreno H



L  J

_ H = profundidad del barreno (m) _ L = Avance (m) _ J = Sobre perforación (m) 2.2.1.11. Longitud de carga (columna de explosivo) PC



H



T

_ PC = longitud de la columna de explosivo (m) _ H = profundidad del barreno (m) _ T = longitud de taco (m)

11 | P á g i n a


2.2.1.12. Factor de carga lineal q



0.078539* SGe * De

2

_ q = Factor de Carga por metro (Kg/m) _ SGe = Gravedad Especifica o Densidad del Explosivo (g/cm3) _ De =Diámetro del Explosivo (cm) 2.2.1.13. Columna del explosivo

Q



q * PC

_ Q = columna de explosivo (Kg) _ q = factor de carga (Kg/m) _ PC = longitud de la columna de explosivo (m) 2.2.1.14. Explosión total

Exp



N HT * Q

_ Exp = explosión total (Kg) _ NHT = Número total de Barrenos en los Anillos _ Q = columna de explosivo (Kg) 2.2.1.15. Volumen total V



 *

2

RSH * L

_ V = volumen total (m3) _ RSH = Radio del tiro o de la chimenea (m) _ L = Avance (m) 2.2.1.16. Metros cúbicos por taladro MCT

_ _ _ _



L * B * S

MCT = metros cúbicos por taladro (m3) L = Avance (m) B = Burden (m) S = Espaciamiento (m) 12 | P á g i n a


2.2.1.17. Factor de carga FC

Q 

MCT

_ FC = Factor de carga (Kg/m3) _ Q = columna de explosivo (Kg) _ MCT = metros cúbicos por taladro (m3) 2.2.1.18. Toneladas métricas por taladro

TMT



MCT *SGr

_ TMT = Toneladas métricas por taladro (TM) _ MCT = Metros cúbicos por taladro (m3) _ SGr = Gravedad Específica de lo Roca (g/cm3) 2.2.1.19. Factor de potencia

FP



Q TMT

Exp 

V

_ FP = Factor de Potencia (Kg/TM) _ Q = columna de explosivo (Kg) _ TMT = Toneladas métricas por taladro (TM) 2.2.1.20. Ángulo de ajuste LO  0.1  H * Tan 2

_ LO = Ángulo de ajuste (m) _ H = Profundidad del barreno (m) 2.2.1.21. Tiempo de retardo Mínimo 100 - 150 ms o retardos LP por anillo o retardos en espiral hacia afuera.

13 | P á g i n a


Ejemplo: Información: Diámetro del Tiro = 7.0 m Densidad de la Roca = 2.6 g/cm3 Densidad del Explosivo = 1.3 g/cm3 Diámetro de la Carga = 38 mm

14 | P á g i n a


III. DISEÑO DE PLANTILLAS 15 | P á g i n a


3.1. Principios de las plantillas de voladuras de producción

Una plantilla de voladura consiste en colocar barrenos diseñados adecuada e individualmente dentro de una relación geométrica entre ellos y la cara libre. El espaciamiento entre los barr enos de una sola hilera depende de dos variables: y la r elación de rigidez. L /S . el ti empo de ini ciaci ón de los barrenos adyacentes Si los barrenos son iniciados simultáneamente, los espaciamientos deben ser mayores que si los barrenos se disparan con retardos. Si los barrenos están espaciados muy cerca uno del otro y se disparan simultáneamente, un número de efectos no deseados ocurrirán. Las grietas de los barrenos muy cercanos se unirán prematuramente causando una zona quebrantada en la pared entre los barrenos (Figura 1). La unión prematura de las grietas formará un plano donde los gases escaparán prematuramente a la atmósfera provocando sobrepresión de aire y roca en vuelo. El proceso de escape de los gases reducirá la cantidad de energía disponible y de hecho los barrenos se volverán sobre confinados. La condición de sobre confinamiento causará un aumento en los niveles de vibración del terreno. A pesar del espaciamiento cerrado y de la gran cantidad de energía por unidad de volumen de roca, la fragmentación de la roca del bordo será pobre. A la inversa, es obvio que si los barrenos se encuentran demasiado separados tanto para iniciación retardada o instantánea, la fragmentación será más gruesa y se obtendrán paredes ásperas (Figura 2). El espaciamiento de los barrenos debe ser normalizado para superar los problemas relacionados con la rigidez del banco. Por lo tanto, cuando los bancos son bajos comparados con el bordo, la rigidez es un factor que debe ser considerado. Cuando los bancos son altos, la rigidez deja-de ser de consideración. Por lo tanto, hay dos factores que deben considerarse. El primero es determinar si los barrenos se disparan ya sea instantáneamente o con retardo. El segundo es si los bancos se consideran bajos o altos comparados con el bordo. La primera decisión respecto a si los barrenos se disparan simultáneamente o retardados es obvio. La segunda decisión respecto a la clasificación de los bancos debe estar ligada a las dimensiones físicas tales como la altura del banco y el bordo. La relación de rigidez o L/B se utiliza para hacer esta determinación. Si L/B es menor a cuatro y mayor a uno, los bancos se consideran bajos y la rigidez debe ser considerada. Por otra parte, si L/B es mayor a cuatro, la rigidez deja de ser de consideración. Existen, por lo tanto, cuatro condiciones que deben ser discutidas por separado:

16 | P á g i n a


.- Iniciación instantánea y bancos bajos. .- Iniciación instantánea y bancos altos. .- Iniciaci6n retardada y bancos bajos. .- Iniciación retardada y bancos altos.

Fig. 1: Zona quebrantada debido al espaciamiento cercano

Fig. 2: Paredes ásperas debido al espaciamiento excesivo 3.1.1. Iniciación instantánea y bancos bajos Para poder revisar el plan de voladura y determinar si él se encuentra dentro de los límites normales, la siguiente ecuación puede ser utilizada: =

Donde

 +2∗ 3

S = Espaciamiento (m) L = Altura de Banco (m) B = Bordo (m) Si los condiciones para una voladura en particular se substituyen en esta ecuación y si el espaciamiento real está dentro de un +/- 15% del espaciamiento calculado, entonces se considera que el espaciamiento está dentro de los límites razonables. En ningún caso el espaciamiento deberá ser menor al bordo.

Ejemplo Se utilizan barrenos de 100 mm de diámetro, cargadas con ANFO a granel se dispararán hilera por hilera con iniciación instantánea a lo largo de las hileras. La plantilla propuesta se barrena con bordos de 2.5 metros y 17 | P á g i n a


espaciamientos de 4 metros. La altura del banco en una parte de la excavación es de 4.5 metros. ¿Es correcto el espaciamiento propuesto? Revisemos el índice de rigidez para determinar un banco bajo o alto:  

=

4.5 2.5

= 1.8

POR LO TANTO: Estamos frente a un banco bajo. Revisamos la iniciación: ¿Instantánea o Con retardos?  Es instantánea y por lo tanto:  +2∗ 4.5 + 2 ∗ 2.5 = = = 3.17  3 3

El espaciamiento propuesto de 4 metros es mayor que 3.17 m +/- 15% (rango 2.69 - 3.64). El espaciamiento es muy grande.

3.1.2. Iniciación instantánea y bancos altos Poro funcionar cómo un banco alto, la altura del banco dividida entre el bordo debe ser de cuatro o más. Con la iniciación instantánea entre barrenos la siguiente relación puede ser usada para verificar si el espaciamiento se encuentra dentro de límites razonables.  = 2∗ 

Donde S = Espaciamiento (m) B = Bordo (m) Si el espaciamiento calculado con la ecuación 7.2 se encuentra dentro de un +/- 15% del espaciamiento real, éste se encuentra dentro de los límites razonables.

Ejemplo La plantilla de 2.5 x 4 metros del Ejemplo 7.1, es considerada para una parte de la excavación donde la altura del banco está planeada para tener 10 metros de profundidad. ¿Es aceptable el espaciamiento propuesto? Revisemos el índice de rigidez para determinar un banco bajo o alto:  

=

10 2.5

= 4 18 | P á g i n a


POR LO TANTO: Estamos frente a un banco alto. Revisamos la iniciación: ¿Instantánea o Con retardos? por lo tanto:  = 2 ∗  = 2 ∗ 2.5 = 5 

 Es

instantánea y

El espaciamiento propuesto de 4 metros no se encuentra dentro de 5 m +/15%. El espaciamiento no es aceptable. 3.1.3. Iniciación retardada y bancos bajos Cuando la relación de rigidez es entre uno y cuatro, y la iniciación es retardada entre los barrenos. Se usa la siguiente relación para verificar el espaciamiento: =

+7∗ 8

Donde: S = Espaciamiento (m) L = Altura de Banco (m) B = Bordo (m) Cuando se usa esta ecuación y se substituyen los parámetros designados, si el espaciamiento se encuentra dentro de un +/- 15% del espaciamiento real, entonces el espaciamiento se encuentra dentro de límites razonables.

Ejemplo Barrenos de 100 mm de diámetro son cargados con ANFO a granel. El operador propuso usar una plantilla de barrenación de 2.5 x 2.5 m (2.3 m de bordo y 2.5 m de espaciamiento). Suponiendo que el bordo fuese el correcto, ¿sería el espaciamiento razonable si la altura del banco es de 3.3 metros y cada barreno se dispara con un retardo diferente? Revisemos el índice de rigidez para determinar un banco bajo o alto:  

=

3.5 2.5

= 1.4

POR LO TANTO: Estamos frente a un banco bajo. Revisamos la iniciación: ¿Instantánea o Con retardos? por lo tanto:

 Es

retardada y

19 | P á g i n a


=

+7∗

=

8

3.5 + (7 ∗ 2.5) 8

= 2.63 

El espaciamiento propuesto de 25 m se encuentra dentro del rango de 2.63 m +/- 15%. El espaciamiento propuesto es aceptable.

3.1.4. Iniciación retardada y bancos altos Cuando la relación de rigidez L/B es igual a 4 ó más y los barrenos de una misma hilera están retardados, se utiliza la siguiente ecuación para verificar el espaciamiento:  = 1.4 ∗ 

Donde: S = Espaciamiento (m) B = Bordo (m) Si el valor del espaciamiento calculado se encuentra dentro de un rango de +/- 15% del espaciamiento real, el espaciamiento está dentro de límites razonables.

Ejemplo La plantilla de 2.5 x 2.5 metros descrita en el Ejemplo 7.3 es propuesta para una sección de la excavación donde la altura del banco es de 10 metros. ¿Es aceptable el espaciamiento propuesto? Revisemos el índice de rigidez para determinar un banco bajo o alto:  

=

10 2.5

= 4

POR LO TANTO: Estamos frente a un banco alto Revisamos la iniciación: ¿Instantánea o Con retardos? por lo tanto:

 Es

retardada y

 = 1.4 ∗  = 1.4 ∗ 2.5 = 3.5 

El espaciamiento propuesto de 2.5 metros está demasiado cerrado, ya que está fuera del rango de 3.5 m +/- 15% (rango 2.98 - 4.03 m). 20 | P á g i n a


IV. BIBLIOGRAFÍA 

JUAN BASUALDO TRUJILLO. Curso de Eficiencia en la Perforación y Voladura de Rocas.



ING. ENRIQUE ALBARRÁN. CALVIN J. KONYA. Diseño de Voladuras



ING. CÉSAR AYABACA P. Diseño de Voladuras a Cielo Abierto



UNIVERSIDAD CONTINENTAL DE CIENCIAS E INGENIERÍA. Perforación y Voladura II



INSTITUTO TECNOLÓGICO MINERO DE ESPAÑA. Manual de Perforación y Voladura de Rocas. Segunda Edición.



UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. Perforación y voladura

21 | P á g i n a

Diseño de Voladura Aplicando Konya

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