Optimización de la Fragmentación Rocosa: Principios y Diseño Geométrico de Voladuras en Minería

Modulo 4/ Tronadura:
Maxim. Energía en explos. Para fragmentar macizo rocoso y minimizar misma energía al M.R( remanente).

Mecanismo Trituración:


*trituración y frag.Radial:

defi pared pozo, disminuc resist roca por tensiones

*

Reflexión y spalling:

ondas compresivas en sentido contrario, atenúa tensiones por inducción.

*

Penetración gas en fractura

Deb. Altas p°en pozo gas agrieta por elongación/ cluster: se forman pocas fract= pocos lugares de nucleacion/ teoría comb.: rx 2 a 4 veces diam. Hoyo, rx fract y fragm. Por esfuerzos inducidos terreno/ onda choque/detonación}sigue propagación hasta cara libre por tensiones induc. Luego gas a alta p° colabora.

Etapas detonación


Detonación explosivo/2°propagación ondas compres. Y reflejadas por esf. Y Tens./
 3°Expansión gas alta p°: colisión relat. Alta veloc. Afectada por presencia diaclasas(+ o -), altura de banco, razón rigidez, tipo de explosivo(p° de hoyos +++import)

4°deplz. Rx quebrada

Veloc. Desplaz de 1 a50 m/S. Desplaz es a cara libre, pero queda expuesta berma de banco( e° levantamiento), det. Forma material tronado, interesa por tipo de equipo carguío( pala o carg. Frontal)

Energía del explosivo: varios tipos e°:


onda de choque,calor desarrollado, p° de gases.

E° tienen como función


Crear nvas fract- extender fract existententes- desplazar centro gravedad existente.

( efectos deseados) / efectos no deseados:

proyección aérea de fragm(flyrock)/ vibraciones excesivas( producen  perturbación de estabilidad de excavaciones/ onda de p° aérea(airblast); molestias y reclamos en común.Cercanas.

partición  E° de un explosivo para fragmentar roca depende: explosivo/rx y ,macizo r./geometría tronad.

tipos rocas duras macivas: neces, nuevas fract para fragm adecuada

E° choque asoc. A altas p° de explosión( alto VODy dens)

otros tipos de rx fract depende de: acción desplaz. Por p° de gas para rompimiento( bajo VODy dens).


 parámetros geométricos de diseño:

Diámetro de perforación u hoyo(Φ):


principal para diseño de voladura, ej burden, taco, espaciamiento, pasadura e indirect las q afectan a esquema retardos, selecc tipo explosivo, granulometría rx quebrada y calidad, daño pared de excavaciones al aplicar voladura controlada/factores específicos de selección:
Costo tronadura vs tamaño mina/ fragm y relación espaciamiento hoyos  y fract pre- existentes/ control perforación y efecto fragm, seguridad e impacto amb./ tamaño perforadora y accesibilidad/ H de banco y proporsion de pozo para taco. / mayor burden  y diámetro pozo = roca blanda y viceversa.

Hbanco

Dist vertical entre cotas de berma sup e inf., directa relación con ritmo de producción(TPD) y dliametro de hoyo( burden)./ Burden:
línea de menor resistencia desde centro de carga a la cara libre + cercana enfrente de un tiro, tamb8en burden geométrico:
Malla de perf a la dist.(la menor) que existe entre 2 filas de tiros.
BUrden y espaciamiento 2 dimensiones para definir, marccar y comparar las mallas de perforación , ademas + Hbanco + dens rx definen FACtor de CArga/cálculo de burden es con  diámetro de pozo y perforación de hoyo.

Espaciamiento


Se saca a través del burden, es distancia entre tiros contenidos en una misma fila/ espaciam. Efectivo( SE)/ TACO:
longitud del pozo donde se coloca material inerte para confinar y retener gases de explosión/ poco taco= escape de gas/ mucho taco: genera bloques en parte alta del banco y alto nivel vibrac./ log taco aumenta con baja de competencia rx./ tiros primera fila: buffer= mayor taco./ valor se calcula con el burden.
T(mt)=K(25 rx dura y 40 rx blanda)*d(diam. Hoyos en mt)/ T=0.468*Z(no sens:1,cercano estruct:1,2,cerc personal:1,5)*

Fd
(detrito:1, árido:0,83
)*Dh(diam pozo
)/UCS*√PRP( potencia en %

)/De
(densi explosivo).

Pasadura:

longitud pozo bajo línea de piso, finalidad mantener cota delpiso), valor se calcula bse aburden , depende ucs roca y explosivo usado./ j=0 rx blanda o estratificación conv., puede variar por tiros inclinados, si hay+ espaciamiento, pasadura poco efectiva./tiros verticales: J +alto/tiros amortig. Pasad: 25 a 50%/ tiros de voladura precorte, no lleva pasadura.

inclinación

Ventajas


bancos altos burden puede ser excesivo, con tiros verticales/ burden cte a lo largo tiro, uso 1tipo de explosivo/ mejor forma ángulo talud./ costos reducidos de perf y explos, debido tamaño malla aumentado/ estabilidad cresta banco/quebradura reducida/ mejor dezplazamiento tronado/ sin problema en pata y menor pasadura.

Desventajas


Tiros inclinados no dar con equipo perf. Ángulo ni dirección corrrecta, en tiros misma fila./ errores alineación/ aumento a la desviación/requiere supervisión de perforación/ aumento desgaste barras perforación/.

Inclinación – diámetro vs desviación

+ inclinación hoyo, + riesgo desviación/ menor diámetro hoyo + desviación/ + largo hoyo+ desviación.

Razón de rigidez


Relación entre esbeltez de un banco, expresado cuociente HBAnco y Burden= banco + alto= – rigidez por tanto mas fácil para ser volado.

distribución optima de explosivos según tipo de malla;
Mejor o peor frag. Depende de distribución del explosivo en la masa rocosa, diseño alternado permite mejor distribución q malla cuadrada.

Burden y espaciamiento efectivo (Be y Se):


se materializan en la iniciación de los tiros y valores dependen de la malla como secuencia de salida.( BeS)/Primado de pozos:
parte superior , en caso tiros muy largos(Primado doble) o en caso tiro quedado(TQ), primado múltiple, en cargas fraccionadas. Velc. Régimen es 3 a 4 veces diámetro de perforación./ a mayor diamtro de prima en relacio diámetro d hoyo, se consigue tiro de sobre velocidad/ a mayor p° de det.Del explos para mismo diámetro, tiro de sobre velocidad.   Carga explosiva en el pozo tipos de formatos:
carga a columna completa,1 tipo explos. Para tiros inclinados con burden cte para rx ucs mediana./ carga con explosivo mas potente en parte inferior y otra menos potente con carga de columna, para rc competente o tiros de bancos muy altos./ carga desacoplada para tiros perimetrales- tronadura controlada, obj aminorar esfuerzo desde explosivo a roca, puede ser radial o longitudinal./ puden ser continuos o discontinuos/puede considerar pequeña carga de fondo,


Carga Fraccionada:


cargas explosivas separadas por taco intermedio, necesidad de distribuir en sentido vert, carga total de esplosivo, así no tener q subir factor de carga para voladura., problema hacer iniciación múltiple en cada carha y retardo dsitinto./ opción hacer carga completa, ampliando malla hasta q alcance FC.

Air DECK


Carga explosiva continua  inferirio seguida de un cámara de aire( air bag o retainer), dentro del tiro sobre el cual se coloca taco normal.

Factor de carga FC( gr/ton):


diferente para cada UGEOT/Carga especifica(Ce: kg/m3):
diferencia FC esta en kg y Ce en m3./uso obras civiles., en minería se usa con minerales de densidades muy distintas(hierro)/ similar a FC a mayor competencia se tiene mayor CE y viceversa./ a mayor sección de la frente (m2) menor es la CE y viceversa./ Factor de carga real( gr/ ton):
voladuras generan sobre quiebre posterior y lateral, rx adicional, por tanto el consumo de explosivos se sabrá al final de cargar el disparo y lo real de rx quebrada se sabrá con levantamiento topográfico./ Factor de Carga diferencial:
zona tronada no toda la roca tronada tiene la misma competencia/ grado dificultad a través de blatability índex(BI)en función de pulldown, RPM y velocidad de penetración instantánea/correlacionar BI y calificación geomecanica, establecidas por dif tipos de rx./ correlaciona BI y tipo de carga y explosivo./ factor carga total: suma de todos los factores de carga, de cada tipo de rx, de zona a tronar

BUrden de la ngefors:


Bmax= d/33√(P*Sc*f*S/B), diseño de voladura según lalngfort: B max=(Φ25,44/33)*√(Pe*PRP/(c+o,75)*f*s/B),

Cálculo de parámetro R. ASH:


  para bancos altos y diamtros grandes, explosivo a granek , considera tiros verticales/ parte calculando burden en función del diamtro  de hoyo , densidad rx y dens explosivo. El burden puede ser corregido con factor kb , cuyo valor depende del tipo de explosivo./ todos los parámetros como Hbanco , espaciamnietmo, taco y pasadura, son establecidas en base a burden con  factor k , de un det sector a volar./ método muy utilizado en Chile en bancos de rajos  grandes de la mienria de cobre y hierro.


Cálculo según ash


Kb= B/Dh= 20 a 40; kb=25 (solo anfo), kb=35(explosivos + densos)

Para burden

Espaciamiento


Ks= S/B= 1 a 2;

Altura de banco

KH= H/B=1,5 a 4 prom=2,6;

Taco

Kt=T/B= 0,5 a 1 pro=0,7; para pasadura; KJ= J/B= 0,2 a 0,4, prom= 0,3

burden ash  φ diámetro roca » pe= densi explosivo; pr= densi rocass                formula mackensie Formula mackensie; burden inicial; Di: diámetro inicial, Dn nuevo,Ei; potencia en peso inicial ; n exponete=0,8


 konyasbondswdss


fromula kuz ram- W crowby- F chiapetta

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