7. VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA
Ing. Roberto Roque Pulcha 1
VOLADURA DE BANCOS Para entender mejor lo que se expone, se ilustra los términos más usuales en la voladura de bancos. En la siguiente figura.
PARÁMETROS DE LA ROCA •
•
Los parámetros parámetros de la roca, que deben deben considerarse para comprender comprender el proceso de voladura, son: densidad, velocidad de propagación, impedancia, absorción de energía, resistencia a la compresión, tenacidad, y estructura. Las clases prácticas para conocer y caracterizar las rocas son:
Ser un buen geólogo.
Ser un buen perforista.
2
NOMENCLATURA DE VOLADURA DE BANCOS
3
PARAMETROS DE DISEÑO DE UN TALUD EN MINERÍA SUPERFICIAL
4
INTERACCION DE EVENTOS T1 A T4 EN LA VOLADURA DE UN BANCO
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FENOMENOS CAPTADOS DE IMÁGENES VIDEOGRAFICOS
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EFICIENCIA DEL EXPLOSIVO (CREACIÓN DE UNA RED DE FRACTURAS) Ecuación 1
2 D EPT 0.36 e D 2 D I E M I 2 VR VR R E e T
Donde: EPT = Término para performance del explosivo (por sus siglas en ingles) ρe = Densidad del explosivo en gm/cc VR= Velocidad sónica en la roca (km/s) D = Velocidad de detonación (km/s) R = Ratio de desacoplamiento (volumen del taladro/volumen del explosivo) E = Rendimiento máximo del explosivo calculado en (kcal/g) Donde EM = Valor no-ideal, ET= Teórico 7
VELOCIDAD SÓNICA Ecuación 2.
E I - VP 1 I - 2 I 2
Donde:
VP =Velocidad sónica de la roca E = Modulo de Elasticidad del Young θ = Densidad de la roca, g/cc γ = Ratio de Poisson
MODELO FÍSICO DE UNA REACCIÓN DE DETONACIÓN DE UN EXPLOSIVO EN UN MACIZO ROCOSO
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VOLADURA DE BANCOS Hacer de Geólogo ayudará a caracterizar mejor el macizo rocoso, la presencia de zonas de debilidad tales como fallas, cavidades de solución o zonas de roca incompetente, muestras de roca fresca pueden ser usados para determinar la dureza y densidad. Hacer de un perforista observador, puede ser también de gran ayuda para determinar las variaciones de la roca que no se muestran en la superficie. Ejemplo: •
•
•
•
•
Baja penetración, excesivo ruido y vibración, indican que la roca es dura y será difícil fragmentarla. Penetración rápida y perforadora quieta indica que es una roca suave. Falta de resistencia a la penetración, acompañado por falta de detritus y aire, indica que es una zona de vacíos. Falta de detritus, aire y agua, indican también que existen zonas de grietas subterráneas. también es posible controlar el color y naturaleza de los detritus para saber 10 sobre que material se esta perforando.
VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA •
Diseño de un taladro y una malla de taladros
•
Factor de carga
•
Consideraciones geológicas y topográficas
•
Diseño del secuenciado
•
Carguío de taladros
•
Problemas comunes en el rendimiento de las voladuras
11
FRACTURAMIENTO Y FRAGMENTACIÓN
Fracturado / Fragmentado 12
PROCESO DE FRACTURAMIENTO
Dinámico
Gas
Movimiento
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AUMENTO DE CARAS LIBRES
B - Banco
A - Cráter
D – Bolones C – Fondo libre 14
VOLADURA DE BANCOS EN LA PRÁCTICA ATRIBUTOS •
Existencia de 2 caras libres
•
Taladro paralelo a la cara libre
•
Taladros múltiples
•
Tipo de voladura mas utilizado
¿PORQUÉ SE UTILIZA ESTA TÉCNICA? •
Es fácil perforar taladros verticales
•
La cara libre permite fácil rotura
•
Bajo costo de voladura 15
TERMILOLOGÍA L = Altura de banco H = Profundidad de taladro B = Burden S = Espaciamiento J = Sobreperforación T = Taco PC =Columna de carga
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PARAMETROS DE LA VOLADURA
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ECUACIÓN DE ASH FACTOR DE BURDEN
KB= 30(SGex/1.4)1/3(160/Wtrk)1/3 SGex = Peso especifico del explosivo (g/cm 3) Wtrk = Unidad de peso de roca por volumen (lb/pies 3)
B = dx x KB dx = Diámetro del explosivo Rango del K: 25-35
RELACIÓN DE ESPACIAMIENTO DE ASH
S = B x (1.4 to 2)
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REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO ABIERTO UTILIZANDO ANFO Densidad de ANFO = aprox. 0.8 g/cm3 Gravedad Especifica de roca: 2.5 • Factor de carga = 1 lb/yd3 (0.6 kg/m3) • Alto → Fragmentos pequeños • Bajo → Fragmentos grandes • Altura de banco = 100 a 120 x Diámetro de taladro
Ejem. 4 pulg de taladro => 33 a 40 pies de altura de banco
Ejem. 10 pulg de taladro => 80 a 100 pies de altura de banco 19
ALTURA DE BANCO PEQUEÑO
•
Muy rígido
•
Pobre rotura
•
Bajo factor de carga
•
Salida del taco
•
Rocas volantes
ALTURA DE BANCO MUY GRANDE •
Difícil de perforar
•
Desviación de taladro
•
Burden y espaciamiento variable
•
Rocas volantes
•
Sobretamaños
•
Toes ó repies
ALTURA DE BANCO NORMAL (Según ASH)
Altura de banco necesita que
B
sea aprox. 4 veces Burden. H = 4B
22
ALTURA DE BANCO NORMAL (Según ASH) Burden = 24 x Diámetro del taladro
Ejem. 4 pulg. → 8 pies Burden Espaciamiento = 36 x Diámetro de taladro Ejem. 4 pulg. → 12 pies de espaciamiento
ATACADO Utilizar de preferencia roca chancada Taco = 0.7 a 1.4 x Burden Tamaño de roca = 1/8 del diámetro de taladro Ejem. 4 pulg de taladro => 8 pies de 1/2 pulg. de roca chancada 23
SOBREPERFORACIÓN Sobreperforación = 1/3 x Burden Ejem. 4 pulg. taladro => 8/3 pies pies (3pies) de sobreperforación
Nota: Si el fondo de banco se encuentra sobre un estrato, no requiere Sobreperforación
24
EJERCICIO 6 PULG DE DIÁMETRO DE TALADRO TALADRO EN UNA CANTERA
Burden = 24 x Øtaladro = 12 pies
12 Pulgadas = 1pies
Altura de banco= 60 pies Espaciamiento= 18 pies Taco= 12 pies de ¾ pulg de roca chancada Sobreperforación= 4 pies 25
DENSIDAD DE CARGA (Kg/m) PE PE d
2
W
k g / m
1277
W 0.34 p d
2
lb / pie pie
Donde:
p densidad g / cm
3
Utilizar tabla de fabricante de explosivos 26
DENSIDAD DE CARGA DE EXPLOSIVOS Y AGENTES DE VOLADURA
Expresado en Kg de explosivo por metro lineal de taladro.
27
PROBLEMA •
50/50 Mezcla de Emulsión
•
6 pulg. de taladro
•
50 pies de columna de carga
W 0.3411.25 6 lb / pie 2
Total
Wt 15,3 50 765 lb
REGLAS GENERALES PARA CANTERAS/MINAS A TAJO ABIERTO UTILIZANDO EMULSIONES Y MEZCLAS Densidad = aprox. 1.2 g/cm3 Burden = 30 x Diámetro de taladro Ejem. 4 pulg → 10 pies de Burden Espaciamiento = 42 x diámetro de taladro Ejem. 4 pulg → 14 pies de espaciamiento
29
TIPOS DE MALLAS RECTANGULAR
CUADRADA
O
O
O
O
O
O
O -s- O B O O
ALTERNA O
O O
O O
O
O O
TACOS INTERMEDIOS Taladro seco, usar 6 x diámetro de taladro Taladro con agua, usar 12 x diámetro de taladro Ejem. Seco 4 pulg → 2 pies de taco intermedio Ejem. Húmedo, 4 pulg → 4 pies de taco intermedio
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DISEÑO DEL TIEMPO DE RETARDO ENTRE TALADROS ES CRÍTICO •
Permite que la roca salga afuera.
•
Provee una nueva cara libre.
•
Determina la dirección del movimiento.
•
Reduce vibraciones del terreno.
•
Controla la salida según lo que uno diseña.
•
Controla la fragmentación.
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DETERMINA LA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO (1)
33
DETERMINA DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO (2)
34
CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (1)
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CONTROLA LA CARGA PARA EVITAR VIBRACIONES (2)
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EFECTO SOBRE LAS VIBRACIONES DE TERRENO •
Retardo optimo para una mínima vibración
Medir la ubicación especifica
Frecuencias antiresonantes
Puede no ser optimo para la fragmentación
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EFECTO DE TALADRO A TALADRO SOBRE LA FRAGMENTACIÓN Y SALIDA •
•
•
Sin retardo.
Buena salida
Mala fragmentación
Retardo de periodo corto (3-5) ms/m de burden.
Buena salida
Buena fragmentación
Retardo de periodo largo.
Mala salida
Buena fragmentación 38
REGLAS GENERALES PARA RETARDOS MINIMOS •
Taladro a Taladro 3 ms por metro de burden
•
Fila a Fila 10 ms por metro de burden
39
EJEMPLO (1) 100 mm de taladro
ANFO
Burden?
2.5 m
Espaciamiento
3.5 m
Retardo de taladro
9 ms min.
Retardo de fila a fila
25 ms min.
Así, no hay problema para pequeños diámetros
40
EJEMPLO (2) 300 mm taladro
ANFO
Burden?
7.5 m
Espaciamiento
10.5 m
Retardo de taladro a taladro
24 ms min.
Retardo fila a fila
75 ms min.
Así, existe problemas potenciales para diámetros grandes
RETARDO SECUENCIADO (1) Cara Libre
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
FILAS RECTAS
42
RETARDO SECUENCIADO (2)
O4
O2
O1
O2
O4 Salida V
O6
O4
O3
O4
O6
O8
O6
O5
O6
O8
43
RETARDO SECUENCIADO (3)
O1
O2
O3
O4
O5
O3
O4
O5
O6
O7
O5
O6
O7
O8
O9
Salida en Echelon
44
7.8 PROBLEMAS COMUNES EN EL RENDIMIENTO DE VOLADURA DE ROCAS Ing. Roberto Roque Pulcha
PROBLEMAS COMUNES EN EL RENDIMIENTO DE VOLADURA DE ROCAS
Patas, toes, repies
Rotura hacia atrás
Sobretamaños
Tiros cortados
Presencia de agua
Excavación del escombro
Rocas volantes
46
PATAS, TOES, RESPIES
Muy grande el Burden en el pie de banco
Energía insuficiente en el fondo del taladro
Mala perforación
Tiros fallados
ROTURA HACIA ATRAS
Retardo insuficiente en la ultima fiIa.
Mucha carga en la última fila.
Voladura mal orientada según su geología.
“Considerar el uso de Precorte”.
RETARDO INSUFICIENTE EN LA ÚLTIMA FILA
49
• Mucha carga en al última fila • Voladura mal orientada a su geología
50
SOBRE-TAMAÑOS (BOLONERIA) •
Factor de carga muy bajo
•
Discontinuidad de rocas
•
Diámetros muy grandes
•
Tiros cortados
•
Deficiente perforación
TIROS CORTADOS PRINCIPALES CAUSAS
Voladura no activada totalmente
La roca se ha movido según su buzamiento
PRESENCIA DE AGUA FUENTES •
Agua superficial por lluvias
•
De las rocas como
•
Bombeo de agua de los taladros
•
Uso de mangas
•
Cargar con explosivos resistentes al agua
PROYECCIÓN DE ROCAS O ROCAS VOLANTES “FLYROCKS”
DEFINICIÓN: Cualquier roca de voladura que va donde no debería CAUSAS •
Collar. – Taco insuficiente. – Columna de carga hasta el cuello. – Retardo muy corto entre taladros que salen fuera de la secuencia.
•
Cara libre. – Desviación del taladro, cerca de la cara libre. – Burden inadecuado.
56
57
CAUSA DE ROCA VOLADORA Mal alineamiento de taladro
Cara Libre (Burden insuficiente en pie de banco)
58
CAUSA DE ROCA VOLADORA Mal alineamiento de taladro
Cara Libre Excesivo Factor de Carga
59
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Taco pequeño
60
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Insuficiente distancia en la cresta
61
CAUSA DE ROCA VOLADORA Atacado adicional sin confinar
62
CAUSA DE ROCA VOLADORA
Existencia de estrato suave
63
CONTROL DE ROCA VOLADORA
Tacos intermedios
64
CAUSA DE ROCA VOLADORA Existencia de cavidad
65
