8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
1/36
TRONADURA
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
2/36
A. Voladu ra en bancos. Aspectos generales
a. Definicin
Los bancos son excavaciones similares a escalones
en el terreno. Su caracterstica principal es la de tener,
como mnimo, dos caras libres, la superior y la frontal.
b. Tipos
Segn su envergadura se consideran dos tipos:
1. Voladuras con taladros de pequeo dimetro,de 65 a 165 mm.
2. Voladuras con taladro de gran dimetro, de 180
a 450 mm.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
3/36
B. Elemen tos para el d iseo de vo ladu ras en
bancos
Tambin denominados parmetros de la voladura, sondatos empleados en el clculo y diseo de disparos.
Unos son invariables, como los correspondientes a las
caractersticas fsicas de la roca: densidad, dureza,
grado de fisuramiento, coeficientes de resistencia a
deformacin y rotura, etc; y otros son variables, es
decir: que podemos modificarlos a voluntad, de
acuerdo a las necesidades reales del trabajo y
condiciones del terreno.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
4/36
Estos parmetros controlables se pueden agrupar en:
a. Geomtricos: altura, ancho y largo del banco, talud,
cara libre.
b. De perforacin: dimetro y longitud del taladro,malla.
c. De carga: densidad, columna explosiva, longitud
de taco, caractersticas fsico-qumicas del explosivo.
d. De tiempo: tiempos de retardo entre taladros,
secuencia de salidas de los disparos.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
5/36
Dimens in de la vo ladura
Comprende al rea superficial delimitada por el largo
del frente y el ancho o profundidad de avance
proyectados (m2) por la altura de banco o de corte (H),
en m3.
L x A x H = volumen total
donde:
L : largo, en m.
A : ancho, en m.H : altura, en m.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
6/36
Si desean expresarse en toneladas de material in situ
se multiplica por la densidad promedio de la roca o
material que pretende volarse.
L x A x H x r x 1 000 = masa total
donde:
r : densidad de la roca, en kg/m3.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
7/36
Parmetros dimensionales
1. Dimetro de taladro ()
La seleccin del dimetro de taladro es crtica
considerando que afecta a las especificaciones de los
equipos de perforacin, carga y acarreo, tambin alburden, espaciamiento distribucin de la carga
explosiva, granulometra de la fragmentacin, tiempo
a emplear en la perforacin y en general a la eficiencia
y economa de toda la operacin.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
8/36
Para determinar el dimetro ptimo en la prctica, se
consideran tres aspectos:
1. La disponibilidad y aplicabilidad del equipo de
perforacin en el trabajo proyectado.
2. La altura de banco proyectada y la amplitud o
envergadura de las voladuras a realizar.3. La distancia lmite de avance proyectada para el
banco.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
9/36
Con dimetro pequeo los costos de perforacin y de
preparacin del disparo normalmente son altos, pero
se obtiene mejor distribucin y consumo especfico del
explosivo, permitiendo tambin efectuar voladuras
selectivas.
El incremento de dimetro aumenta y mantieneestable la velocidad de detonacin de la carga
explosiva, incrementa el rendimiento de la perforacin
y el de los equipos de acarreo, disminuyendo el costo
global de la voladura. Adems facilita el empleo de
camiones cargadores de explosivos. Si la roca a volarpresenta sistemas de fracturas muy espaciadas o que
conforman bloques naturales, la fragmentacin a
obtener puede ser demasiado gruesa o irregular.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
10/36
En bancos de canteras y en obras civiles de superficie
los dimetros habituales varan entre 50 y 125 mm (2
a 5) mientras que en la minera por tajos abiertosvaran entre 150 a 310 mm (6 a 12) y llegan hasta
451 mm (15).
El mximo dimetro a adoptar depende de laprofundidad del taladro y, recprocamente, la mnima
profundidad a la que puede ser perforado un taladro
depende del dimetro, lo que usualmente se expresa
con la igualdad:L = 2
donde:
L : la mnima longitud del taladro, en pies.
: es el dimetro del taladro, en pulgadas
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
11/36
Ejemplo
Si = 3,tendremos que L = 2 x 3 = 6 pies.
En forma prctica se puede determinar considerando
que el dimetro adecuado expresado en pulgadas,
ser igual a la altura de banco en metros, dividida
entre cuatro: = H/4
Ejemplo
Para un banco de 5 m de altura: 5/4 = 1,25 = 32
mm, o tambin = 1 .
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
12/36
Longi tud o p rofundidad de taladro (L)
La longitud de taladro tiene marcada influencia en el
diseo total de la voladura y es factor determinante en
el dimetro, burden y espaciado.Es la suma de altura de banco ms la
sobreperforacin necesaria por debajo del nivel o
razante del piso para garantizar su buena rotura y
evitar que queden lomos o resaltos (toes), que afectanal trabajo del equipo de limpieza y deben ser
eliminados por rotura secundaria.
Esta sobreperforacin debe ser por lo menos de 0,3
veces el valor del burden.L = H + 0,3 B
donde:
H : altura del banco.
B : burden.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
13/36
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
14/36
La sobreperforacin (SP)
Tal como se indic anteriormente es importante en los
taladros verticales para mantener la razante del piso.
Si resulta corta normalmente reproducirn lomos, perosi es excesiva se producira sobre excavacin con
incremento de vibraciones y de los costos de
perforacin.
En la prctica, teniendo en cuenta la resistencia de laroca y el dimetro de taladro, se estima los siguientes
rangos:
Tipo de Roca Sobreperforacin
Blanda a media De 10 a 11
Dura a muy dura 12
Tambin es usual la relacin: SP = 0,3 B.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
15/36
Long itud de taco (T)
Normalmente el taladro no se llena en su partesuperior o collar, la que se rellena con material inerte
que tiene la funcin de retener a los gases generados
durante la detonacin, slo durante fracciones de
segundo, suficientes para evitar que estos gasesfuguen como un soplo por la boca del taladro y ms
bien trabajen en la fragmentacin y desplazamiento de
la roca en toda la longitud de la columna de carga
explosiva.
T = L + SP
3
T = 0,7 x B
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
16/36
Si no hay taco los gases se escaparn a la atmsfera
arrastrando un alto porcentaje de energa, que debera
actuar contra la roca.
Si el taco es insuficiente, adems de la fuga parcial de
gases se producir proyeccin de fragmentos,
craterizacin y fuerte ruido por onda area.
Si el taco es excesivo, la energa se concentrar en
fragmentos al fondo del taladro, dejando gran cantidad
de bloques o bolones en la parte superior,
especialmente si el fisuramiento natural de la roca esmuy espaciado, resultando una fragmentacin
irregular y poco esponjada y adicionalmente segenerar fuerte vibracin.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
17/36
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
18/36
Si se tiene en cuenta al burden y resistencia de la
roca, el taco variar entre:
T = 0,7xB
para material muy competente, como granitohomogneo, o en un radio de taco o burden que
puede aproximarse a 1, es decir:
T = B
para material incompetente con fisuras y fracturas
abiertas.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
19/36
En la prctica tambin se relaciona el dimetro con la
resistencia a compresin, con valores para roca
blanda a intermedia de:
T = 33 a 35 ,
y para roca dura a muy dura de:
T = 30 a 32
en canteras.
En bancos con mayor dimetro variar entre: 40
para roca blanda a 25 para roca muy dura.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
20/36
Para estimar el taco en taladros perforados en taludes
inclinados se mantendr la relacin 2:1, considerando
al burden como la distancia desde el tope de la
columna explosiva hasta la cara libre ms cercana, loque se representa con un tringulo rectngulo en el
que la base es el burden y el cateto menor es la
longitud del taco
(ejemplo: para 1,50 m de burden el taco ser de 1,0m).
En algunas voladuras se mantiene igual longitud de
taco para todos los taladros, mientras que otras sedisean con mayor longitud en la primera y ltima filas,
para bajar la altura y fuerza de la columna explosiva
con lo que se limita la proyeccin frontal y la roturahacia atrs.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
21/36
A ltura de banco (H)
Distancia vertical desde la superficie horizontal
superior (cresta) a la inferior (piso).
La altura es funcin del equipo de excavacin y carga,
del dimetro de perforacin, de la resistencia de la
roca, de la estructura geolgica, estabilidad del talud,de la mineralizacin y de aspectos de seguridad.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
22/36
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
23/36
Normalmente los cargadores frontales a ruedas se
emplean en bancos de 5 a 10 m de altura, con
taladros de 65 a 100 mm (2 a 5) de dimetro,
mientras que las excavadoras y grandes palas aoruga, en bancos de 10 a 15 m y ms, con taladros de
100 mm (4a 12)o de dimetro, pudindose estimar
la altura de banco con la siguiente frmula:
H = 10 + 0,57 (C 6)
donde:
C : es la capacidad del balde (cucharn) de laexcavadora en m3.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
24/36
Por otro lado, se debe tener en cuenta que si la altura
de banco es igual al burden (1:1) la fragmentacin
resultar gruesa, con sobreexcavacin y lomos al piso,
porque la cara libre no se podr flexionar. Si la alturaes el doble del burden (2:1) la fragmentacin mejora y
los lomos disminuyen. Si la altura de banco es tres o
ms veces mayor (3:1) la relacin H/B permitir la
flexin, logrndose fragmentacin menuda yeliminacin de los otros efectos.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
25/36
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
26/36
Otra relacin prctica indica que la altura de banco
debe ser mayor que el dimetro de la carga explosiva,
es decir:
H > (/15)
En donde: H en m y en mm.
Ejemplo: Cul es la altura mnima para un dimetro
de 100 mm (4).Rpta: La altura mnima es de 6,6 m, lo que indica quela altura prctica debe ser mayor a esa cifra.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
27/36
Por otro lado el dimetro mximo de taladro sugerido
(en mm) para una altura de banco conocida, debera
ser igual a la altura, en metros, multiplicada por 15.
max = 15 H
En donde: en mm y H en m.
As, con un banco de 8 m el dimetro mximo debera
ser de 8 x 15 = 120 mm.
B d (B)
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
28/36
Burden (B)
Tambin denominada piedra, bordo o lnea de menor
resistencia a la cara libre. Es la distancia desde el pieo eje del taladro a la cara libre perpendicular ms
cercana. Tambin, es la distancia entre filas de
taladros en una voladura.
Se considera el parmetro ms determinante de la
voladura. Depende bsicamente del dimetro de
perforacin, de las propiedades de la roca, altura de
banco y las especificaciones del explosivo a emplear.
Se determina en razn del grado de fragmentacin y al
desplazamiento del material volado que se quiere
conseguir.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
29/36
Si el burden es excesivo, la explosin del taladro
encontrar mucha resistencia para romper
adecuadamente al cuerpo de la roca, los gases
generados tendern a soplarse y a craterizar la bocadel taladro. Por el contrario, si es reducido, habr
exceso de energa, la misma que se traducir en
fuerte proyeccin de fragmentos de roca y vibraciones.
En la prctica, el burden se considera igual al dimetro
del taladro en pulgadas, pero expresado en metros.
As, para un dimetro de 3el burden aproximado
ser de 3 m, conocindose como burden prctico a larelacin emprica:
(en pulg.) = B (en m).
Se aplican las siguientes relaciones prcticas segn
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
30/36
Se aplican las siguientes relaciones prcticas,segn
Languefors:
B = 0,046 x (mm)
Tomando en cuenta la resistencia a compresin de las
rocas en taladros de mediano dimetro, el burden
variar entre 35 y 40 veces el dimetro para rocablanda y entre 33 a 35 veces el dimetro para rocadura a muy dura.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
31/36
Tomando en cuenta el tipo de explosivo en taladros de
mediano a gran dimetro, la relacin ser:
Con d inamita:En roca blanda : B = 40
En roca muy dura : B = 38
Con emu lsiones e hidrogel :
En roca blanda : B = 38
En roca muy dura : B = 30
Con ANFO
En roca blanda : B = 28
En roca muy dura : B = 21
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
32/36
As por ejemplo, para roca dura a volar con ANFO entaladros de 3de dimetro tenemos:
B = 40 x 3 = 120 x 2,54 = 3,05 (igual a 3 m).
Usualmente se considera:
B = 40
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
33/36
Otra definicin dice que el burden, en metros,
normalmente es igual al dimetro de la carga
explosiva en milmetros multiplicado por un rango de
20 a 40, segn la roca.
As por ejemplo: el burden para una carga de 165 mm
de dimetro ser:
165 x 20 = 3,3 m y 165 x 40 = 6,6 m.
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
34/36
Por otro lado, se consideran dimensiones tpicas en
minera y canteras a las siguientes relaciones:
Para roca con densidad promedio menor de 3,3
g/cm3,( es el dimetro de carga).
B = 32
Para roca con densidad promedio mayor de 3,3 g/cm3,
( es el dimetro de carga).
B = 26
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
35/36
8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt
36/36
Con criterios ms tcnicos se han propuesto varias
frmulas para el clculo del burden, que involucran
parmetros de la perforacin y de la roca, pero todas
al final sealan valores entre 25 a 40 , dependientesprincipalmente de la calidad y resistencia de la roca.