Variables Geometricas En Tronadura

VARIABLES GEOMETRICAS EN TRONADURA

Para calcular y diseñar tronaduras, las variables que son controlables se clasifican en : • Geométricas (diámetros, long de carga, esp, buerden….etc) • Químico – Físicas (Tipos de explosivos, potencia, energía…..etc) • De Tiempo (tiempos de retardo, secuencia de iniciación)

Variables de Diseño • • • • • • • • • • • • • •

Altura de banco Diámetro de perforación Longitud del pozo Diámetro de carga Burden Espaciamiento Longitud de Tronadura Anchura de tronadura Roca efectiva Retacado o Taco Sobre perforación o Pasadura Longitud de carga Angulo de Salida Tiempo de retardo

ALTURA DE BANCO La rigidez del bloque entre pozos y cara libre influye mucho en la tronadura, si : Hb/B Es muy grande, el desplazamiento y deformación de la roca es fácil en el centro. Hb/B = 1 ; Fragmentación gruesa y con sobreexacavacion. Hb/B = 2 ; Disminuyen esos efectos. Hb/B mayor 3 ; Se elimina del todo, pero solo en canteras y minería de carbón en superficie. Para el caso de la minería metálica, la altura del banco queda dada por alcance del equipo de carguío y dilución. Si Hb es muy pequeña, cualquier variación de B o E repercute mucho. Si Hb es muy grande se arriesga en la desviación de pozos que pueden generar : Grandes Vibraciones Proyecciones inesperadas Sobre excavaciones Mala fragmentación.

DIAMETRO DE PERFORACION El diámetro de perforación idóneo para un trabajo determinado depende de los siguientes factores: • • • •

Características del macizo rocoso que se desea tronar Grado de fragmentación requerido Altura de banco y configuración de las cargas Economía del proceso de perforación y tronadura

Mayor diámetro, mayor consumo. Mayor diámetro, mayor longitud del retacado, generando bloques en la parte superior del banco.

INCLINACION DE LOS POZOS Por lo general se usa perforación rotopercutiva en pozos con inclinación, pero en bancos grandes de la minería del cobre donde la perforación es rotativa, los pozos tienden a ser verticales. Ventajas perforación inclinada • • • • • •

Mejor fragmentación, desplazamiento y esponjamiento de la pila. Menores problemas de descabezamientos de barrenos. Taludes a futuro mas sanos. Mayor rendimiento de los cargadores, por baja altura y gran esponjamiento Menor sobre perforación y mejor aprovechamiento de la energía del explosivo, disminuyendo el nivel de vibraciones. Menor consumo de explosivo al reflejarse de forma mas eficiente la onda de choque en el pie del banco.

Desventajas de perforación inclinada • • • • •

Mayor desviación cuando son largos Dificulta el empate de las perforadoras Mayor desgaste de brocas, varillajes y estabilizadores. Menor disponibilidad mecánica de la perforadora, ya que incrementa los esfuerzos en el mástil y desgastes en el sistema de traslación Dificulta el carguío con explosivos, especialmente con agua.

TACO (RETACADO) Longitud de peso que en la parte superior se rellena con material inerte, cuya función es retener los gases producidos en la explosión para que se desarrolle de forma perfecta el proceso de fragmentación. • Si el taco es corto se escaparan los gases a la atmosfera, aumentando la onda aérea y las proyecciones. • Si el taco es excesivo, se generaran bloques en la parte superior, poco esponjamiento y gran vibración. Para elegir el taco se deben considerar : El tipo y tamaño del material utilizado. Longitud de la columna de taco

El taco mas eficaz es cuando las partículas están entre Dp/17 y Dp/25. Según Otuonye la longitud de taco debe estar entre 20 Dp y 60 Dp, dependiendo de la calidad y competencia de la roca.

PASADURA (SOBREPERFORACION) Longitud del pozo debajo del nivel del piso que se necesita para romper el piso del banco para que el equipo alcance la cota de excavación prevista.

Si la pasadura es pequeña : • No se alcanzara el corte rasante y quedaran cayos o patas. Si es excesiva, aumentaran : • Los costos de perforación y tronadura. • lncremento de Vibraciones. • Fragmentación excesiva en parte superior del banco inferior.

BURDEN Es la distancia más próxima desde la perforación hacia la cara libre o banco de explotación. Si el burden es demasiado pequeños : • La roca es lanzada a una distancia considerable de la cara. • Los niveles de golpe de aire son altos y la fragmentación puede resultar demasiado fina. Si el Burden es muy grande, dará como resultado el rompimiento trasero y el bronqueo de la cara final (lanzamiento de material hacia atrás). El burden excesivo causa un exceso de confinamiento en los barrenos, lo que da como resultado niveles de vibración significativamente más altos por kilogramo que explosivo utilizado.

ESPACIAMIENTO Es la distancia entre pozos de una misma fila que se disparan con un mismo retardo o con retardos diferentes y mayores en la misma fila. Se calcula en relación con la longitud del burden, a la secuencia de encendido y el tiempo de retardo entre pozos. Espaciamientos muy pequeños producen: • Un exceso de trituración y caracterización en la boca del pozo. • Lomos al pie de la cara libre y bloques de gran tamaño en el tramo del burden.

Por otro lado, espaciamientos excesivos producen : • Fracturación inadecuada. • Lomos al pie del banco. • Cara libre frontal muy irregular.

En la práctica, normalmente es igual al bordo para malla de perforación cuadrada E=B y de E=1,3 a 1,5 B para malla rectangular o alterna.

TAMAÑO Y FORMA DE LA TRONADURA El tamaño de la voladura debe ser tan grande como sea posible, pues se consiguen las siguientes ventajas: Disminución de los tiempos improductivos de los equipos de perforación y carga, de las operaciones de replanteo, etc.

Menor longitud porcentual de la zona perimetral de las voladuras, donde se produce una fragmentación más deficiente debido a: • La mayor dificultad de establecer esquemas regulares. • Riesgo de encontrar bloques preformados por las pegas anteriores y el escape prematuro de los gases por las grietas existentes. • Mayor tiempo de supervisión y control que implica la voladura.

GEOMETRIA DE LA CARA LIBRE La geometría de la frente mas efectiva es aquella en la que cada punto equidista del centro de la carga explosiva. La geometría del frente mas efectiva se consigue : • Disponiendo la cara libre y los pozos de forma que sean paralelos o formen el ángulo mas pequeño posible. • Estando la roca, próxima a la superficie, algo fracturada por las voladuras precedentes.

TIEMPOS DE RETARDO Las secuencia de retardo (secuenciación) consiste en detonar los barrenos en secuencias de tiempo predeterminados. Para obtener una secuencia de retardo se utilizan detonadores eléctricos, no eléctricos (micro-retardados), o cordón detonante. Los patrones de retardos mas utilizados son: • Retardo por fila • Retardo por columna • Retardo escalonado. En minería superficial se usan plantillas de barrenos con patrones de retardo, el fin de : • Remover roca. • Conseguir una fragmentación de roca adecuada. • Controlar el nivel de vibraciones.

DESPLAZAMIENTO DE LA ROCA Una forma de evaluar la calidad del disparo en la voladura de producción es el desplazamiento de rocas, en general se requiere que el desplazamiento sea mínimo pero sin ser nulo y que el material triturado sea relativamente homogéneo y de tamaño tal que se pueda cargar y transportar. La columna continua normalmente es empleada para rocas frágiles empleada para rocas frágiles o poco competentes suele ser del mismo tipo de explosivo, mientras que para rocas duras, tenaces y competentes se divide en dos partes: la carga de fondo (CF) y la carga de columna (CC).

MALLA Es la forma en la que se distribuyen los pozos de una voladura, considerando básicamente a la relación del burden y espaciamiento y su directa vinculación con la profundidad de los pozos.

COLUMNA EXPLOSIVA O DISTRIBUCION DE CARGA Es la parte activa del pozo de tronadura, también denominada” longitud de carga” donde se produce la reacción explosiva y la presión inicial de los gases contras las paredes del pozo. Es importante la distribución de explosivo a lo largo del taladro, según las circunstancias o condiciones de la roca. Usualmente comprende de ½ a 2/3 de la longitud total y puede ser continua o segmentada. Por lo general cuando los pozos son cortos, se usan cargas completas y cuando son largos por relación costo/efectividad se hará con cargas espaciadas. Así pueden emplearse cargas solo al fondo, cargas hasta media columna, cargas a columna completa o cargas segmentadas (espaciadas, alternadas o Deck charges) según los requerimientos incluso de cada pozo de una tronadura.

VOLUMEN DE EXPANSION DISPONIBLE Cuando la roca se fragmenta se produce un aumento de volumen, si el hueco en el que se expande el material es menor del 15% del volumen de este, los mecanismos de rotura se verán afectados negativamente y los fragmentos de roca tenderán a entrelazarse dando como resultado un apelmazamiento de estos.

CONCLUSIONES La tronadura es sin duda alguna una operación unitaria en el desarrollo minero, involucrando una ingeniería y técnica muy detallada y precisa. Con la ayuda de los diversos métodos de voladura se pueden lograr los objetivos requeridos para la faena en particular, siendo la voladura de producción la más importante pues está destinada a obtener el mineral, en consecuencia todo parámetro a utilizar debe ser bien calculado y previsto. sin lugar a dudas una buena planificación y un buen diseño son fundamentales para obtener resultados óptimos tanto en el tamaño del mineral extraído, como en la seguridad de las personas.