Curso de Tronadura Rt Aa

CURSO DE CURSO DE TRONADURATRONADURA

Servicios de tronaduraServicios de tronadura Fabricación de Nitrato de AmonioFabricación de Nitrato de Amonio Explosivos a granelExplosivos a granel Explosivos encartuchadosExplosivos encartuchados

– DinamitaDinamita– EmulsiónEmulsión

PentritaPentrita PentolitaPentolita

– IniciadoresIniciadores– Conos rompedoresConos rompedores

ExplosivosExplosivos

DefinicionesDefiniciones Tipos de explosivosTipos de explosivos PropiedadesPropiedades

SUSTANCIAS EXPLOSIVASSUSTANCIAS EXPLOSIVAS

CONDICIONES DE UN PRODUCTO QUÍMICO PARA CONDICIONES DE UN PRODUCTO QUÍMICO PARA QUE SEA UNA SUBSTANCIA EXPLOSIVAQUE SEA UNA SUBSTANCIA EXPLOSIVA

FOMACIÓN DE GASESFOMACIÓN DE GASES

GENERACION DE CALORGENERACION DE CALOR

RAPIDEZ DE UNA REACCIONRAPIDEZ DE UNA REACCION

INICIACIÓN DE LA REACCIONINICIACIÓN DE LA REACCION

DEFINICIÓN EXPLOSIVODEFINICIÓN EXPLOSIVO

MEZCLA DE SÓLIDOS, O DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS, QUE ES CAPAZ DE UNA DESCOMPOSICIÓN RÁPIDA Y VIOLENTA, LIBERANDO UNA GRAN ENERGÍA Y DANDO POR RESULTADO UNA CONVERSIÓN A GRANDES VOLÚMENES DE GAS Y ONDAS DE CHOQUE.

CLASIFICACION GENERAL DE EXPLOSIVOS

MECÁNICOS NUCLEARES

EXPLOSIVOS

QUÍMICOS

AGENTES DE TRONADURA

ALTOSEXPLOSIVOS

PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS

Factores que afectan la VODFactores que afectan la VOD

Tipo de ProductoTipo de Producto DiámetroDiámetro ConfinamientoConfinamiento DensidadDensidad

VELOCIDAD DE DETONACIÓN

Medida de la rapidez a la cual se produce la reacción de detonación a través de una columna de explosivo.

Métodos de medición

Dautriche Estándar Continuo

INICIACIÓN: Medida de la Energía, Presión o Potencia mínima necesaria para la detonación de un explosivo.

• Por acción controlada

• Iniciador mínimo

• Por acción incontrolada

• Inflamabilidad

• Calor

• Choque o impacto, transportabilidad

• Fricción

PROPAGACIÓN: Capacidad de un explosivo para detonar en forma estable a través de toda la longitud de su carga.

• Simpatía

• Diámetro Crítico

SENSIBILIDAD

Exceso o defecto de oxígeno de un explosivo, expresado como porcentaje.BALANCE DE OXÍGENO - GASES

Formas de Cálculo

• Algebraicamente : B.O. = PMo2 / PMcompuesto (para combustión

completa)

Ejemplo: Nitrato de Amonio

2 NH4NO3 ===> 4 H2O + 2 N2 + O2

Como PM NH4NO3 = 80 y PM O2 = 32

===> B.O. = 1 x 32 / 2 x 80 = 20 %

• Mezclas: B.O. mezcla = B.O.i x XiImportancia

• Indica tipos de gases nocivos generados en la detonación (NOx, CO)

• Permite clasificar los explosivos en función de los gases nocivos

Capacidad que tiene un explosivo de detonar después de estar sumergido en agua.

RESISTENCIA AL AGUA

INTERNA: Depende de la composición del explosivo.

EXTERNA: Depende del grado de impermeabilidad y sellado del envase.

FORMAS DE EXPRESARLA

Cualitativas: Excelente – Buena – Regular – Mala.

Cuantitativas: Tiempo (en horas)

• Densidad absoluta, real o de cristal

• Gravedad específica

• Densidad gravimétrica

• Densidad de carga o longitud de carga

Donde De: Densidad de Carga (Kg/m)SG: Densidad gravimétrica del

explosivo (g/cc)DE: Diámetro del pozo (pulgadas)

• Stick Count (1 ¼ x 8”)

DENSIDAD

SGDE507,0De 2

PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSPROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOSCALOR DE EXPLOSIÓN:

Calor desarrollado durante el proceso de explosión

VOLUMEN DE LA EXPLOSIÓN

Cantidad de gases generados por las reacciones químicas involucradas en la explosión.

100024,041pg

npg: gr.-mol de productos gaseosos

ne : Moles de explosivo

Me : Peso molecular del explosivo

n5824,0

).freact

H.fprod

Q A presión constante :

A volumen constante :

VOLUMEN DE LA EXPLOSIÓNVOLUMEN DE LA EXPLOSIÓN

Cantidad de gases generados por las reacciones Cantidad de gases generados por las reacciones químicas involucradas en la explosión.químicas involucradas en la explosión.

npg: g-mol de productos gaseososne : Moles de explosivoMe : Peso molecular del explosivo

Capacidad de un explosivo de fragmentar y mover material eficientemente. Es la máxima energía disponible de un explosivo, para desplazar el medio confinante.

POTENCIA (FUERZA)

Métodos prácticos de medir potencia:

5Sp Potencia relativa en peso:

• Traulz

• Mortero Balístico

• Aplastamiento del cilindro

• Método del cráter, Energía bajo el agua (acuario)

Potencia relativa en volumen:

Q : Calor de Explosión (Kcal/Kg)

Vg : Volumen de gases (L/Kg)

: Densidad (g/cc)

A : Anfo ; e: Explosivo

DE DETONACIÓN: Presión de la onda detonación que se propaga a través de la onda explosiva. Se mide en el plano C-J de la onda de detonación.

(kbar)62 10VOD5,2P

• Varía desde 5 hasta más de 150 Kbar

• Altas presiones favorecen el quiebre de rocas competentes muy densas.

Características

PRESIÓN

DE LA EXPLOSIÓN: Presión ejercida en las paredes del hoyo por los gases en expansión producidos por la detonación.

Características • Varía desde 10 hasta más de 60 Kbar

TIPOS DE EXPLOSIVOSTIPOS DE EXPLOSIVOS

DINAMITAS

Mezcla explosiva en base a nitroglicerina, combustibles y oxidantes

Tipos: - Gelatinas (Amongelatina 60 %)

- Semigelatinas (Tronex Plus)

- Granuladas (Permicarb, Samsonita)

• Fabricación en proceso batch (por lotes)

• Uso en excavaciones subterráneas y de superficie, tanto en faenas mineras como en obras civiles.

Características

EXPLOSIVOS INDUSTRIALESEXPLOSIVOS INDUSTRIALESEMULSIONESEMULSIONES

Sistema que contiene dos fases líquidas Sistema que contiene dos fases líquidas naturalmente inmiscibles entre sí, una de las naturalmente inmiscibles entre sí, una de las cuales es dispersa como pequeñas gotas cuales es dispersa como pequeñas gotas dentro de la otra.dentro de la otra.

Tipos :Tipos : - - Emulsiones de Pequeño DiámetroEmulsiones de Pequeño Diámetro- - Emulsiones Diámetro IntermedioEmulsiones Diámetro Intermedio- Emulsiones Gran DiámetroEmulsiones Gran Diámetro

Propiedades principalesPropiedades principales- Son altamente seguras a la fricción, impacto y fuego.- Son altamente seguras a la fricción, impacto y fuego.- Son muy resistentes al agua.- Son muy resistentes al agua.- Dependiendo de la consistencia pueden ser bombeadas- Dependiendo de la consistencia pueden ser bombeadas

Usos principales:Usos principales:Trabajos relacionados con excavaciones subterráneas y de Trabajos relacionados con excavaciones subterráneas y de superficie, en sectores que es necesario un explosivo de alta superficie, en sectores que es necesario un explosivo de alta resistencia al agua.resistencia al agua.

EMULSIÓN BASE (MATRIZ)

EXPLOSIVOS A GRANEL

EMULSIONES EXPLOSIVAS

ENCARTUCHADAS

EMULSIONES EXPLOSIVASEMULSIONES EXPLOSIVAS Características matriz

Producto ComburenteProducto Comburente

No es explosivoNo es explosivo

Clase de riesgo: 5.1Clase de riesgo: 5.1

Precursor de Altos explosivos Precursor de Altos explosivos y Agentes de voladuray Agentes de voladura

EMULSIONES EXPLOSIVAS Características matriz

Esponjamiento

Dynolite

No fluye

Explosivos IndustrialesExplosivos IndustrialesAquagelesAquageles

EXPLOSIVOS INDUSTRIALES NITROCARBONITRATOS

Mezclas elaboradas a base de Nitrato de Mezclas elaboradas a base de Nitrato de Amonio prill y combustibles adecuados.Amonio prill y combustibles adecuados.

Tipos :Tipos :- ANFO- ANFO- ANFO ALUMINIZADO- ANFO ALUMINIZADO- ANFO AST- ANFO AST

CaracterísticasCaracterísticas

• • Fabricación en proceso batch (por lotes) o Fabricación en proceso batch (por lotes) o continuocontinuo

• • No tienen resistencia al aguaNo tienen resistencia al agua

INICIADORES Y ROMPEDORESINICIADORES Y ROMPEDORES

Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina Pentolita.mezcla que se denomina Pentolita.

Tipos:Tipos:- INICIADORES CILÍNDRICOS REGULARES Y NONEL- INICIADORES CILÍNDRICOS REGULARES Y NONEL-ROMPEDORES CÓNICOSROMPEDORES CÓNICOS

CaracterísticasCaracterísticas

• • Fabricación en proceso batch (por lotes)Fabricación en proceso batch (por lotes)• • Alta VOD (sobre 7.000 m/s)Alta VOD (sobre 7.000 m/s)• • Mayor resistencia (comparativa) a fuego, impacto Mayor resistencia (comparativa) a fuego, impacto y friccióny fricción• • Poseen efecto direccional (Rompedores)Poseen efecto direccional (Rompedores)

Parte legal relativo a Parte legal relativo a tronadurastronaduras

Ley 17.998Ley 17.998– Dirección General de Dirección General de

MovilizaciónMovilización

Decreto 72Decreto 72– SernageominSernageomin

CAPITULO VI: Legislación CAPITULO VI: Legislación Chilena sobreChilena sobreel Manejo de Explosivosel Manejo de Explosivos

Disposiciones y Organismos Disposiciones y Organismos ReglamentariosReglamentarios

Normativa Año Materias

Ley Orgánica Constitucional N°17.798

1973 Control de Armas y Explosivos.

Ley N° 18.290 1984 Ley de Tránsito.

Decreto N°77 del MINDEF 1982Reglamento Complementario de la Ley 17.798 de Control de Armas y Explosivos.

Decreto N°72 del MINMIN 1985 Seguridad Minera.

Decreto N°73 delMINDEF

1992Reglamento especial de explosivos para las faenas mineras.

Decreto N°298 MINTT; modif. por DS 198/2000

1994Transporte de cargas peligrosas por calles y caminos.

Decreto N°30 MINSGP; modif. por el Decreto N°95/ 2002.

1997Reglamento de Impacto Ambiental.

Decreto N°594 del MINSAL, modificado por DS 201/2001

2000Condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo.

2. Organismos Oficiales

• El Ministerio de Defensa Nacional que tiene el Control de todas las armas y explosivos en lo referente a fabricación, importación, internación, transferencia, transporte, distribución, posesión, tenencia, empleo, consumo y/o la celebración de cualquier convenio que tengan dichas armas o elementos. Para ejercer este control actúa como autoridad central la Dirección General de Movilización Nacional, las Autoridades Fiscalizadoras, los Servicios Especializados de las Fuerzas Armadas y los Servicios Policiales.

• El Servicio Nacional de Geología y Minería, cuyo principal función, entre otras, es la proporcionar cuando se le solicite, asesoría técnica especializada a la Dirección General y Autoridades Fiscalizadoras del país.

• El Instituto Nacional de Normalización. Las normas que estudia y edita son transformadas en normas oficiales de la República, pero carece de atribuciones para hacerlas cumplir.

2.1 Funciones de la Dirección General de Movilización 2.1 Funciones de la Dirección General de Movilización NacionalNacional

Efectuar visitas de inspección a los polvorines, fábricas, comerciantes y usuarios de los elementos contemplados en la Ley.

Resolver sobre las siguientes solicitudes:1. Para inscribirse como importador, exportador y comerciante de

elementos y productos sometidos a control.2. Para construir y operar polvorines.3. Para instalar elementos sometidos a control Llevar al día los siguientes Registros Nacionales, de acuerdo con

las informaciones que periódicamente deben enviarle las Autoridades Fiscalizadoras:

1. Importadores explosivos y productos químicos2. Comerciantes explosivos y productos químicos3. Consumidores habituales de explosivos y productos químicos.4. Instalaciones para almacenar explosivos

2.1 2.1 Funciones de la Dirección General Funciones de la Dirección General de Movilización Nacionalde Movilización Nacional

5.5. Licencias para manejo de explosivosLicencias para manejo de explosivos

6.6. Fabricantes de productos sometidos a controlFabricantes de productos sometidos a control

7.7. Otros registros nacionales que estime Otros registros nacionales que estime necesarios la Dirección General.necesarios la Dirección General.

8.8. Denegar, suspender, condicionar, limitar y Denegar, suspender, condicionar, limitar y revocar las autorizaciones otorgadas.revocar las autorizaciones otorgadas.

2.2 2.2 Funciones de la Autoridad FiscalizadoraFunciones de la Autoridad Fiscalizadora

Inscribir a los fabricantes, comerciantes, importadores Inscribir a los fabricantes, comerciantes, importadores y exportadores de productos y elementos sometidos a y exportadores de productos y elementos sometidos a control, ya autorizados por la Dirección General, que control, ya autorizados por la Dirección General, que residen en su zona jurisdiccional.residen en su zona jurisdiccional.

Inscribir a los Consumidores Habituales de Explosivos Inscribir a los Consumidores Habituales de Explosivos y Productos Químicos sometidos a control, ya y Productos Químicos sometidos a control, ya autorizados por la Dirección General, que residan en autorizados por la Dirección General, que residan en su zona jurisdiccional.su zona jurisdiccional.

Otorgar Guías de Libre Tránsito de los elementos Otorgar Guías de Libre Tránsito de los elementos sometidos a controlsometidos a control

Otorgar permisos para exportar, importar o internar Otorgar permisos para exportar, importar o internar productos y elementos sometidos a control, en forma productos y elementos sometidos a control, en forma transitoria y excepcional, de acuerdo con el Art. 4º de transitoria y excepcional, de acuerdo con el Art. 4º de la Ley, cuando la Dirección General les delegue estas la Ley, cuando la Dirección General les delegue estas facultades.facultades.

Disponer visitas de inspección dentro de su área Disponer visitas de inspección dentro de su área jurisdiccional.jurisdiccional.

2.22.2 Funciones de la Autoridad Funciones de la Autoridad FiscalizadoraFiscalizadora

Inscribir los almacenes para explosivos de su zona Inscribir los almacenes para explosivos de su zona jurisdiccional, autorizados por Resolución de la jurisdiccional, autorizados por Resolución de la Dirección General.Dirección General.

Otorgar licencias para manejo de explosivos, en sus Otorgar licencias para manejo de explosivos, en sus zonas jurisdiccionaleszonas jurisdiccionales

Llevar al día los registros de las autorizaciones, Llevar al día los registros de las autorizaciones, inscripciones y permisos concedidos, y remitir inscripciones y permisos concedidos, y remitir periódicamente a la Dirección General la relación de periódicamente a la Dirección General la relación de dichas actuaciones (Informe Quincenal).dichas actuaciones (Informe Quincenal).

2.3 2.3 Funciones del Banco de Prueba de ChileFunciones del Banco de Prueba de Chile

Efectuar análisis de laboratorio de los productos sometidos a Efectuar análisis de laboratorio de los productos sometidos a control, cuya autorización para internar, fabricar o introducir control, cuya autorización para internar, fabricar o introducir modificaciones a las ya existentes, haya sido solicitada a la modificaciones a las ya existentes, haya sido solicitada a la Dirección General.Dirección General.

Verificar la estabilidad química de los productos sometidos a Verificar la estabilidad química de los productos sometidos a control, almacenados en las instalaciones existentes en el país, control, almacenados en las instalaciones existentes en el país, pudiendo disponer la destrucción de aquellos explosivos cuyo pudiendo disponer la destrucción de aquellos explosivos cuyo avanzado grado de descomposición los haga peligrosos.avanzado grado de descomposición los haga peligrosos.

Proporcionar asesoría técnica especializada a la Dirección Proporcionar asesoría técnica especializada a la Dirección General y Autoridades Fiscalizadoras del país, directamente a General y Autoridades Fiscalizadoras del país, directamente a través de de sus delegados.través de de sus delegados.

Elaborar la nómina de explosivos y productos químicos que Elaborar la nómina de explosivos y productos químicos que deben ser controlados y proponerla a la Dirección General para deben ser controlados y proponerla a la Dirección General para su aprobación y vigencia.su aprobación y vigencia.

2.42.4 Funciones del Servicio Nacional de GeologíaFunciones del Servicio Nacional de Geología y Mineríay Minería

Estudiar e informar los antecedentes relacionados con Estudiar e informar los antecedentes relacionados con instalaciones para almacenamiento de explosivos que instalaciones para almacenamiento de explosivos que se utilicen en faenas minera o en otras que le sean se utilicen en faenas minera o en otras que le sean requeridas por la Dirección General.requeridas por la Dirección General.

Informar a la Dirección General sobre los accidentes Informar a la Dirección General sobre los accidentes ocurridos en las instalaciones para almacenar ocurridos en las instalaciones para almacenar explosivos.explosivos.

Proporcionar asesoría técnica especializada a la Proporcionar asesoría técnica especializada a la Dirección General y Autoridades Fiscalizadoras del país, Dirección General y Autoridades Fiscalizadoras del país, directamente a través de sus delegados.directamente a través de sus delegados.

3.3. Consumidores de ExplosivosConsumidores de Explosivos

Las personas naturales o jurídicas que por naturaleza de Las personas naturales o jurídicas que por naturaleza de sus actividades deban utilizar explosivos, para los efectos sus actividades deban utilizar explosivos, para los efectos de este reglamento, serán consideradas "Consumidores de este reglamento, serán consideradas "Consumidores de Explosivos".de Explosivos".

Atendiendo a la naturaleza y duración de las faenas, los Atendiendo a la naturaleza y duración de las faenas, los consumidores de explosivos se clasifican como:consumidores de explosivos se clasifican como:

a.a. Consumidores habituales: Los que normalmente ejecutan Consumidores habituales: Los que normalmente ejecutan trabajos que requieren el empleo de explosivos, como son trabajos que requieren el empleo de explosivos, como son las Empresas de Minería, Obras Públicas y Agricultura. las Empresas de Minería, Obras Públicas y Agricultura. También se incluye como consumidores habituales de También se incluye como consumidores habituales de explosivos a los "Pirquineros", que son quienes ejecutan explosivos a los "Pirquineros", que son quienes ejecutan en forma individual labores de búsqueda y extracción de en forma individual labores de búsqueda y extracción de minerales.minerales.Será requisito indispensable para adquirir explosivos, el Será requisito indispensable para adquirir explosivos, el que los consumidores habituales estén inscritos como que los consumidores habituales estén inscritos como tales ante la Autoridad Fiscalizadora del lugar de la tales ante la Autoridad Fiscalizadora del lugar de la faena.faena.

La distancia de seguridad “S” expresada en metros entre La distancia de seguridad “S” expresada en metros entre polvorines con y sin parapeto y edificios habitados, caminos polvorines con y sin parapeto y edificios habitados, caminos públicos o ferrocarriles, y otros polvorines, se determina por públicos o ferrocarriles, y otros polvorines, se determina por las siguientes fórmulas en las que “W” es la cantidad en Kgs. las siguientes fórmulas en las que “W” es la cantidad en Kgs. de Dinamita 60% (Art. 84 *).de Dinamita 60% (Art. 84 *).

a.a. Distancia a edificios habitados:Distancia a edificios habitados: S = 10 (Con parapetos)S = 10 (Con parapetos)

S = 20 (Sin parapetos)S = 20 (Sin parapetos)

b.b. Distancia a ferrocarriles y caminos:Distancia a ferrocarriles y caminos:

S = 3 (Con parapetos)S = 3 (Con parapetos)

S= 6 (Sin parapetos)S= 6 (Sin parapetos)c.c. Distancia a otros polvorines:Distancia a otros polvorines: S= K S= K

donde: K=5.5 polvorines de superficie y móviles.donde: K=5.5 polvorines de superficie y móviles.K=2.5 polvorines de superficie con parapeto.K=2.5 polvorines de superficie con parapeto.K=1.5 polvorines subterráneos y enterrados.K=1.5 polvorines subterráneos y enterrados.

Almacenamiento y TransporteAlmacenamiento y Transporte

La DGMN establecerá y mantendrá actualizado el Listado La DGMN establecerá y mantendrá actualizado el Listado Nacional de Explosivos y Productos Químicos. También Nacional de Explosivos y Productos Químicos. También establecerá y actualizará cuando sea necesario la equivalencia establecerá y actualizará cuando sea necesario la equivalencia de explosivos en relación con la Dinamita 60%.de explosivos en relación con la Dinamita 60%.

Equivalencia de Dinamita 60% respecto de otros explosivos (por Equivalencia de Dinamita 60% respecto de otros explosivos (por ejemplo):ejemplo):

Dinamita 60% Explosivo Cantidad1 Kg. Emulsiones Encartuchadas 2 kg.1 Kg. Dinamitas Permisibles 2 Kg.1 Kg. Anfo 4 Kg.1 Kg. Nitrato de Amonio 50 Kg1 Kg. Pólvora Negra 4 Kg.1 Kg. Mecha o Guía Negra 1000 mts1 Kg. Detonadores N°8 560 unid.

El espesor mínimo horizontal de tierra “X” expresado El espesor mínimo horizontal de tierra “X” expresado en metros, entre un almacén subterráneo o enterrado en metros, entre un almacén subterráneo o enterrado y la galería más próxima de trabajo, está dado por la y la galería más próxima de trabajo, está dado por la expresión:expresión:

El espesor mínimo de tierra vertical “Y” que recubre El espesor mínimo de tierra vertical “Y” que recubre una galería o socavón de depósitos, expresado en una galería o socavón de depósitos, expresado en metros, para un almacén subterráneo o enterrado que metros, para un almacén subterráneo o enterrado que contiene “W” kilos de explosivos, y con una densidad contiene “W” kilos de explosivos, y con una densidad “g” en ton/m“g” en ton/m3 3 , está dado por la fórmula:, está dado por la fórmula:

Y= 2 - 1Y= 2 - 1

375.10

W= peso del explosivo en Din 60%g = densidad del terreno en ton/m3

1.4 Construcción de polvorines:

Los almacenes enterrados y subterráneos cumplirán con las siguientes exigencias de carácter general (art. 82 *):

• La zona de labor subterránea destinada a almacén de explosivos y la galería de acceso, deberán presentar una completa garantía de derrumbes.

• Tendrán ductos de ventilación que permitan la normal circulación de aire u otro sistema adecuado de renovación ambiental.

• La iluminación se proyectará desde el exterior, colocándose los interruptores en postes separados del almacén. Se puede aceptar que la iluminación sea la que proporcione la lámpara de seguridad, así como también instalaciones blindadas o linternas especiales.

• Junto a la entrada del almacén, y por el exterior, se colocará en el suelo una plancha metálica conectada a tierra para descarga de electricidad estática que acumula el cuerpo. Alternativamente, se podrá colocar una barra metálica que al tocarla cumpla iguales funciones.

Mecanismo de Mecanismo de fragmentaciónfragmentación

Detonación del explosivoDetonación del explosivo Zona de trituraciónZona de trituración Creación de fracturasCreación de fracturas

– Reflexión de ondasReflexión de ondas Expansión del gasExpansión del gas

– Apertura de grietasApertura de grietas– Movimiento del burdenMovimiento del burden

Mecanismo de fragmentación de la roca por explosivos.

Hay 4 etapas en que el rompimiento y el desplazamiento del material ocurren durante y después de una detonación completa de una carga confinada. Las etapas se definen: T1. Detonación.

T2. Propagación de las ondas de choque y/o de esfuerzo.

T3. Expansión del gas a presión.

T4. Movimiento del material.

Explosivo sin detonar

Zona de Detonación

Estado de explosión

Fase de detonación

Zona de trituración

Onda de compresión

Onda de tensión

Descostramiento

Fractura radial

Fase de transmisión de las Fase de transmisión de las ondas de choqueondas de choque

Esfuerzo de compresiónEsfuerzo de compresión

RPP *det

0 2 4 6 8 10 12

Pexplosivo

Serie1

Trituración de la rocaTrituración de la roca

Con explosivos de alta potencia en rocas Con explosivos de alta potencia en rocas porosas la zona de trituración se puede porosas la zona de trituración se puede extender hasta 8D, pero normalmente se extender hasta 8D, pero normalmente se extiende entre 2 a 4Dextiende entre 2 a 4D

Algunos autores propones que este Algunos autores propones que este mecanismo consume casi el 30% de la mecanismo consume casi el 30% de la energía transportada por la onda de energía transportada por la onda de deformación, pero que sólo afecta a un deformación, pero que sólo afecta a un volumen pequeño de fragmentación, volumen pequeño de fragmentación, alrededor de un 0,1% ??alrededor de un 0,1% ??

No hay incentivo en usar explosivos de alta No hay incentivo en usar explosivos de alta potencia en tipos de rocas débiles o porosas.potencia en tipos de rocas débiles o porosas.

Fracturamiento Fracturamiento radialradial

La cantidad y largo de las fracturas La cantidad y largo de las fracturas radiales aumentan con:radiales aumentan con:

– La intensidad de la onda de La intensidad de la onda de deformación en la pared del pozodeformación en la pared del pozo

– La disminución de la resistencia a la La disminución de la resistencia a la tensión dinámica de la rocatensión dinámica de la roca

– Las propiedades de atenuación del Las propiedades de atenuación del macizo rocosomacizo rocoso

Esfuerzos tangenciales crean Esfuerzos tangenciales crean grietas radialesgrietas radiales

El VOD es un indicador del El VOD es un indicador del potencial de fragmentaciónpotencial de fragmentación

Un alto VOD es más adecuado Un alto VOD es más adecuado a rocas masivasa rocas masivas

Velocidad de desplazamiento Velocidad de desplazamiento de la roca varía entre 1 a 50 de la roca varía entre 1 a 50 m/sm/s

Las primeras grietas se desarrollan Las primeras grietas se desarrollan en un tiempo muy corto, alrededor en un tiempo muy corto, alrededor de 2 msde 2 ms

Cuando la roca está muy Cuando la roca está muy fracturada el desarrollo de nuevas fracturada el desarrollo de nuevas grietas está afectada por la red de grietas está afectada por la red de fracturas existentes. Algunas fracturas existentes. Algunas grietas están abiertas.grietas están abiertas.

Fracturamiento Fracturamiento radialradial

Fase de expansión del gasFase de expansión del gas

Pozo original

Pozoexpandido

Zona detrituración

Fase de Movimiento del Fase de Movimiento del BurdenBurden

Eyección deltaco

Movimiento de la roca a causa Movimiento de la roca a causa del gas está afectada por:del gas está afectada por:

– La red de fracturas existentesLa red de fracturas existentes– La altura del banco, largo del La altura del banco, largo del

pozopozo– Tipo de explosivoTipo de explosivo

Ruptura por flexiónRuptura por flexión

3 a 457 m/s

2 a 37 m/s

Perfil de eyección del taco

Perfil del movimiento hacia arriba de la superficie

Zona triturada

Cabezal de detonación

Pozo expandido

Gases del explosivo

Iniciador

Inicio del movimiento

2 a 40 m/s

Perfil de la cara del banco

Material: calizaVp = 4573 m/s

Explosivo: Anfo (12 m)VOD = 3963 m/sDiámetro del pozo = 5”Burden P°M° = 4,6 m

Fig. 2.9. Interacción de eventos T1 a T4 en una tronadura banco. F. Chiappetta

Como se particiona exactamente la energía en estas Como se particiona exactamente la energía en estas categorías diferentes depende de :categorías diferentes depende de :

– El explosivoEl explosivo– La roca/macizo rocosoLa roca/macizo rocoso– La geometría de la tronaduraLa geometría de la tronadura

Algunos tipos de roca (duras, masivas) requieren la Algunos tipos de roca (duras, masivas) requieren la creación de nuevas fracturas para una fragmentación creación de nuevas fracturas para una fragmentación adecuada. Las energías de choque necesarias para la adecuada. Las energías de choque necesarias para la generación de nuevas fracturas están asociadas con generación de nuevas fracturas están asociadas con altas presiones de explosión (alta VOD y alta densidad).altas presiones de explosión (alta VOD y alta densidad).

Otros tipos de rocas que ya están fracturadas dependen Otros tipos de rocas que ya están fracturadas dependen más de la acción de desplazamiento (heave) más de la acción de desplazamiento (heave) proporcionado por las presiones de gases para el proporcionado por las presiones de gases para el rompimiento. Esto se puede lograr mejor por un rompimiento. Esto se puede lograr mejor por un explosivo con una baja VOD y densidad.explosivo con una baja VOD y densidad.

Energía del explosivoEnergía del explosivo

Partición de la energíaPartición de la energía

Energía de choque

Energía de levantamiento

Energía de choque Energía de choque v/s v/s

Energía del gasEnergía del gas

EFECTO DEL MACIZO EFECTO DEL MACIZO ROCOSO EN EL DISEÑOROCOSO EN EL DISEÑO

Características

De los

Explosivos

(seleccionados)

Características

Del macizo

Rocoso

(fijos)

Geometría,

Carguío y tiempo de la

tronadura

(diseño)

Interacción

Explosivo –

Masa rocosa

Inputs de la masa rocosa

-Resistencia al quiebre

-Densidad

-Porosidad

-Propiedades elásticas dinámicas

-Contenido de agua

-discontinuidades

Inputs de diseño

-Factor de carga

-Distribución de la carga

-Diámetro del hoyo

-Pasadura

-Malla de perforación

-Taco-Secuencia de iniciación-Ubicación y tipo de iniciador

-Inclinación del pozo

-Altura del banco

Inputs del explosivo

-Velocidad de detonación

-Potencia

-Sensibilidad

-Densidad

-Resistencia al agua-Características de humos

Resultados ineficientes o inseguros

-Daño a la pared

-Dilución

-Sobre quebradura

-Iniciación prematura

-Tiros quedados

-Sobre tamaño

-Pata excesiva

-Finos excesivos

Resultados deseados

-Fragmentación óptima

-Soltura óptima

-Costos de operación totales mínimos (US$/ton)

-Producto óptimo

Resultados ruidosos y malgastados

-Polvo

-Flyrock

-Ruido

-Airblast

-Vibración

Información del macizo Información del macizo rocosorocoso

Densidad de la rocaDensidad de la roca Resistencia a la compresiónResistencia a la compresión Resistencia a la tensiónResistencia a la tensión Velocidad de onda de choqueVelocidad de onda de choque Módulo de YoungMódulo de Young Frecuencia de fracturas o tamaño Frecuencia de fracturas o tamaño

bloque in situbloque in situ Orientación de las fracturasOrientación de las fracturas Índice de tronabilidad o factor de Índice de tronabilidad o factor de

energía de fragmentaciónenergía de fragmentación Constantes K y Constantes K y β de vibraciónβ de vibración PorosidadPorosidad Rugosidad de contactos de fracturasRugosidad de contactos de fracturas

La resistencia a tracción es el máximo La resistencia a tracción es el máximo esfuerzo que soporta el material ante la esfuerzo que soporta el material ante la rotura por tracción. Se obtiene aplicando rotura por tracción. Se obtiene aplicando fuerzas traccionales o distensivas a una fuerzas traccionales o distensivas a una probeta cilíndrica de roca en laboratorioprobeta cilíndrica de roca en laboratorio

probeta la de seccion Areaaplicada traccion de Fuerza

La velocidad de las ondas longitudinales La velocidad de las ondas longitudinales o de compresión, o de compresión, Vp Vp se utiliza como se utiliza como índice de clasificación, y su valor es índice de clasificación, y su valor es indicativo de la calidad de la roca, indicativo de la calidad de la roca, correlacionándose linealmente con la correlacionándose linealmente con la resistencia a la compresión simple resistencia a la compresión simple σσc. c.

Para las rocas esta velocidad varíaPara las rocas esta velocidad varía

entre 1.000 y 6.000 entre 1.000 y 6.000 m/s. m/s. Para rocas Para rocas alteradas y meteorizadas se obtienen alteradas y meteorizadas se obtienen valores por debajo de 900 valores por debajo de 900 m/s.m/s.

En el campo elástico, la deformación es En el campo elástico, la deformación es proporcional al esfuerzo y se cumple la proporcional al esfuerzo y se cumple la relación:relación:

donde donde E E es la constante de proporcionalidad es la constante de proporcionalidad conocida como módulo de Young o módulo conocida como módulo de Young o módulo de elasticidad, de elasticidad, σσ es el esfuerzo y es el esfuerzo y εεaxax la la deformación axial (en la misma dirección que deformación axial (en la misma dirección que la fuerza aplicada).la fuerza aplicada).

Frecuencia de fracturasFrecuencia de fracturas

Porosidad.

Tiende a reducir la eficiencia de la tronadura. La longitud de las grietas inducidas por las ondas de deformación en rocas altamente porosas son sólo un 25% que aquellas en rocas no porosas de idéntica mineralogía. Esto indica que las rocas altamente porosas se fragmentan principalmente por la energía heave.

Fricción interna.Es una medida relativa de la habilidad de la roca para atenuar las ondas de deformación por la conversión de algo de la energía mecánica en calor. Aumenta con un alto grado de porosidad, permeabilidad y diaclasas de la masa rocosa. Generalmente, los valores de fricción interna para rocas ígneas y metamórficas son menores que para rocas sedimentarias, la que requiere explosivos de alta energía para una tronadura satisfactoria. Sin embargo, si los poros están llenos con agua, el factor de fricción interna se reduce considerablemente, dando un paso más fácil de la onda de deformación y mejorando la fragmentación.

Estructuras.

Los planos de manteo y las diaclasas en al masa rocosa tienden a dominar la naturaleza de la malla de fracturas inducidas por la tronadura. La fragmentación máxima se logra generalmente cuando los planos principales de diaclasas son paralelos a la cara libre. Cuando el ángulo entre los planos de diaclasas y la cara libre está entre 30 y 60°, los pozos pueden producir una nueva cara irregular debido a la formación de grietas anchas detrás de los pozos. Cuando los planos de diaclasas están en ángulo recto a la cara del banco, cada bloque requiere al menos un pozo para obtener una fragmentación satisfactoria.

En tronaduras hacia el manteo de las estructuras se tiene:

Una tendencia a obtener más sobre quiebre

Menos problemas de patas

A piso más liso

Más movimiento lejos de la cara del banco y por lo tanto una pila de perfil más bajo

Cuando se truena contra el manteo se tiene:

Menos sobre quiebre ya que el estrato está manteando contra la pared

Será más difícil mover la pata

Un piso más disparejo

La pila puede ser más alta con menos movimiento de la cara del banco

Para eliminar los problemas de pata se puede considerar:

Usar tiros inclinados

Explosivos de mayor energía en el área de la pata y/o pasadura adicional

Carga parcial, pozos satélites o cargas explosivas puntuales pueden ayudar a aliviar una saliente colgante

El precorte puede ser una opción para estabilizar la pared

Cuando se truena a lo largo del rumbo se tiene que:

El piso puede ser muy disparejo debido a los diferentes tipos de roca interceptando el piso

Por la misma razón el sobre quiebre es irregular

Estas son algunas de las peores condiciones de aquellas involucradas en la perforación y tronadura. Para sobrellevar esto, la cara de la tronadura se puede reorientar a condiciones más favorables.

Efectos del macizo Efectos del macizo rocosorocoso

DensidadDensidad EstructurasEstructuras Módulo de YoungMódulo de Young Resistencia a la compresiónResistencia a la compresión Presencia de aguaPresencia de agua

Sistemas de iniciaciónSistemas de iniciación

Mecha y detonador para minas

Cordón detonante Detonador eléctrico Detonador no eléctrico Detonador electrónico

SELECCION DE EXPLOSIVOSSELECCION DE EXPLOSIVOS

Diámetro críticoDiámetro crítico Resistencia de la roca (UCS y dr)Resistencia de la roca (UCS y dr) ABS: Potencia relativa en volumen ABS: Potencia relativa en volumen

del explosivodel explosivo Condiciones atmosférica (baja Condiciones atmosférica (baja

temperatura)temperatura) Presencia de aguaPresencia de agua Temas medio ambientales (Humos)Temas medio ambientales (Humos) CostoCosto Suministro y serviciosSuministro y servicios

Diámetro crítico DDiámetro crítico Dcritcrit

Es el diámetro mínimo al cual se puede propagar una Es el diámetro mínimo al cual se puede propagar una

detonación estable.detonación estable.

– Explosivos ideales, 1 mmExplosivos ideales, 1 mm– Explosivos no ideales, hasta 100 mmExplosivos no ideales, hasta 100 mm– Cerca del DCerca del Dcritcrit la VOD es proporcional al diámetro la VOD es proporcional al diámetro– Después que se alcanza la velocidad estable, un Después que se alcanza la velocidad estable, un

aumento en el diámetro de la carga no aumentará aumento en el diámetro de la carga no aumentará la VODla VOD

– DDcritcrit depende del nivel de confinamiento depende del nivel de confinamiento

DDcritcrit es importante para determinar la compatibilidad es importante para determinar la compatibilidad tamaño del pozo/tipo de explosivotamaño del pozo/tipo de explosivo

Parámetros de Parámetros de selección de resultadosselección de resultados

RESISTENCIA AL AGUA MEZCLAS ANFO / EMULSIÓN

C.Orlandi - 1998

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% DE EMULSIÓN100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

% DE ANFO

EXCELENTEDESPLAZA EL

BUENASE DEBE

DESAGUAREL POZO

NO TIENERESISTENCIA

AL AGUA

PRODUCTOBOMBEABLE(EMULTEX)

PRODUCTOVACIABLE(BLENDEX)

960 945

Resistencia al aguaResistencia al agua

Es la habilidad del explosivo para resistir la Es la habilidad del explosivo para resistir la exposición al agua sin perder sensibilidad o exposición al agua sin perder sensibilidad o eficienciaeficiencia

– Amplia variaciónAmplia variación Anfo no tieneAnfo no tiene La de la emulsión es excelenteLa de la emulsión es excelente

– Depende de las condiciones del aguaDepende de las condiciones del agua Agua estática o dinámicaAgua estática o dinámica pH afectará el tiempo de vida de la emulsiónpH afectará el tiempo de vida de la emulsión

– Humos nitrosos café – naranja después de la Humos nitrosos café – naranja después de la tronadura es una indicación del daño del agua al tronadura es una indicación del daño del agua al explosivoexplosivo

– La resistencia al agua de una explosivo se puede La resistencia al agua de una explosivo se puede mejorar al usar mangas en el pozo, pero generalmente mejorar al usar mangas en el pozo, pero generalmente al riesgo de reducir la densidad de carga en el pozoal riesgo de reducir la densidad de carga en el pozo

Parámetros de Parámetros de selección de resultadosselección de resultados

Pozos con aguaPozos con agua

– El agua en los pozos requerirá repensar en al El agua en los pozos requerirá repensar en al selección del explosivo y el método de selección del explosivo y el método de carguíocarguío

– La resistencia al agua tendrá que tener La resistencia al agua tendrá que tener precedencia sobre la efectividadprecedencia sobre la efectividad

– Se debe considerar el agua estática v/s Se debe considerar el agua estática v/s dinámicadinámica

– La densidad del agua influirá en la elección La densidad del agua influirá en la elección de la densidad del explosivode la densidad del explosivo

– El pulso de la presión de detonación puede El pulso de la presión de detonación puede ser 30 veces mayor en terrenos saturados ser 30 veces mayor en terrenos saturados que en secos; esto puede conducir a la que en secos; esto puede conducir a la muerte por presión (insensibilización) del muerte por presión (insensibilización) del explosivo en pozos conectados por grietas o explosivo en pozos conectados por grietas o cavidades.cavidades.

Parámetros de selección Parámetros de selección específicos del sitioespecíficos del sitio

Contenido de agua.La saturación de agua aumenta considerablemente la velocidad de propagación de las ondas de deformación, debido al llenado de los poros con agua, la que en un buen medio para la transmisión de ondas elásticas. Sin embargo, los fluidos en una roca porosa reduce tanto la resistencia a la compresión como a la tensión, debido a la baja fricción entre las superficies de los granos. Si el agua está presente en las discontinuidades que forman los bloques de rocas cuando se están tronando, las ondas de deformación pueden tener una mayor habilidad de debilitar esa masa rocosa por medio del agua introducida a presión a considerables distancias a través de las fisuras interconectadas. Esto tiene una acción de cuña lo que tiene una influencia considerable en el sobre quiebre y por lo tanto en la estabilidad del talud. Es por esto aconsejable en minas a cielo abierto sacar el agua de la masa rocosa donde se pretenda dejar un talud permanente por varios años.

SELECCIÓN DEL SELECCIÓN DEL EXPLOSIVOEXPLOSIVO

Emulsiones HANFOS

ANFO DILUIDOANFO

Densidad de Fracturas

ANFO LIV.

BLENDEX 930

BLENDEX 950

BLENDEX 950 G

EMULTEX G

RELACION MATRIZ / ANFO

0 / 100 50 / 50 100 / 0

VELOCIDAD DE DETONACION PARA PRODUCTOS A GRANEL

B. Adamson

Elección del explosivoElección del explosivo en función del tipo de roca en función del tipo de roca

Calidad de la roca

Velocidad de detonación

Densidad

Presión de detonación

Volumen de gases

Homogénea / competente Fracturada / Poco Competente

SELECCION DE EXPLOSIVOS SEGÚN SELECCION DE EXPLOSIVOS SEGÚN ESTRUCTURAS DEL MACIZO ROCOSOESTRUCTURAS DEL MACIZO ROCOSO

ALTA VOD

ALTA DENSIDAD

VOD MEDIO

ALTA DENSIDAD

ALTA VOD

BAJA DENSIDAD

BAJA VOD

BAJA DENSIDAD

FRACTURAS

B. Adamson

Requerimiento de fino

BAJO VOD

DENSIDAD

MEDIA ALTA

ALTO VOD

ALTA DENSIDAD

BAJO VOD

BAJA DENSIDAD

ALTO VOD

DENSIDAD MEDIA

B. Adamson

Densidad de carga del explosivoDensidad de carga del explosivo

Selección de explosivos Selección de explosivos encartuchadosencartuchados

Sensibilidad al detonadorSensibilidad al detonador Seguridad al impactoSeguridad al impacto Resistencia al aguaResistencia al agua Seguridad a la fricciónSeguridad a la fricción Buen taqueoBuen taqueo Seguridad al calorSeguridad al calor Alta energíaAlta energía Mantiene firme al detonadorMantiene firme al detonador Duración al almacenamientoDuración al almacenamiento Alto VODAlto VOD

CARGUÍO MECANIZADO CARGUÍO MECANIZADO DE EXPLOSIVOSDE EXPLOSIVOS

Carguío manualCarguío manual

Camión Fábrica Auger EnaexCamión Fábrica Auger Enaex

Camión Fábrica QuadraCamión Fábrica Quadra

Hoyos con aguaHoyos con agua

Importancia de la Importancia de la perforación y tronadura perforación y tronadura

en el negocio mineroen el negocio minero

Costos típicos de minado Costos típicos de minado y procesamientoy procesamiento

Procesamiento 60%

Carguío y transporte 30%

Perforación y tronadura 6%

Otros Costos 4%

Ingenieros necesitan:Ingenieros necesitan:

Estudiar y entender el procesoEstudiar y entender el proceso Hacer mediciones del procesoHacer mediciones del proceso Modelar el proceso para controlarloModelar el proceso para controlarlo Optimizar el proceso usando los Optimizar el proceso usando los

modelosmodelos Proteger el Medio AmbienteProteger el Medio Ambiente

C. McKenzie

Nuestros TrabajosNuestros Trabajos

Controlar la granulametría en la pilaControlar la granulametría en la pila Controlar el daño de las paredesControlar el daño de las paredes Maximizar el rendimiento de las Maximizar el rendimiento de las

palaspalas Controlar la diluciónControlar la dilución Controlar el impacto medio Controlar el impacto medio

ambienteambiente Optimizar el costo global de la Optimizar el costo global de la

operaciónoperación C. McKenzie

RESULTADOS DE RESULTADOS DE TRONADURATRONADURA

Clientes de la Clientes de la TronaduraTronadura

– Carguío y transporteCarguío y transporte– GeotecniaGeotecnia– Plantas de beneficioPlantas de beneficio

Resultados esperadosResultados esperados Carguío y TransporteCarguío y Transporte

– Buena excavabilidadBuena excavabilidad– Sin problema de pisoSin problema de piso– Sin tiros quedadosSin tiros quedados– Sin flyrocksSin flyrocks– Tronadura a tiempoTronadura a tiempo– Sin humos nocivosSin humos nocivos

GeotecniaGeotecnia– Sin sobre excavación (quebradura)Sin sobre excavación (quebradura)– Sin dilatación del macizo rocosoSin dilatación del macizo rocoso– PPV menor al crítico o simplemente PPV menor al crítico o simplemente

menormenor Plantas de BeneficioPlantas de Beneficio

– Distribución granulométrica de Distribución granulométrica de acuerdo a especificacionesacuerdo a especificaciones

CALIDAD DE LA PILA TRONADA

FragmentaciónFragmentación

Sobre tamañoSobre tamaño

ATOLLOS EN CHANCADOR

Oops!Oops!

Resultado de una mala Resultado de una mala planificaciónplanificación

N. Quinzacara

DAÑO AL TALUD

TIROS QUEDADOS

Resultados esperadosResultados esperados Carguío y TransporteCarguío y Transporte

– Buena excavabilidadBuena excavabilidad– Sin problema de pisoSin problema de piso– Sin tiros quedadosSin tiros quedados– Sin flyrocksSin flyrocks– Tronadura a tiempoTronadura a tiempo– Sin humos nocivosSin humos nocivos

GeotecniaGeotecnia– Sin sobre excavación (quebradura)Sin sobre excavación (quebradura)– Sin dilatación del macizo rocosoSin dilatación del macizo rocoso– PPV menor al crítico o simplemente PPV menor al crítico o simplemente

menormenor Plantas de BeneficioPlantas de Beneficio

– Distribución granulométrica de Distribución granulométrica de acuerdo a especificacionesacuerdo a especificaciones

Diseño de tronaduras Diseño de tronaduras en bancosen bancos

El negocio mineroEl negocio minero

Costo Minero - ModeloCosto Minero - Modelo

120 160 200 240 280 320 360 400

Factor de Carga (g / ton)

Perforar y Tronar

Carguio y Transporte

Costos Minera

Factor de Carga OptimoFc actual

Costos típicos de Costos típicos de conminuciónconminución

Fracturamiento con Explosivos 1%

Chancado primario 2 %

Chancado sec. y terciario 20 %

Molienda 77 % JKMRC

Mine to millMine to mill

MinePrimaryCrusher

PrimaryMills

SecondaryMills

Ball Mill

Coarse Ore Storage

SAGMILL

Diseño de tronaduraDiseño de tronadura

GlosarioGlosario Diseño de malla de perforaciónDiseño de malla de perforación Carguío del explosivoCarguío del explosivo

– TipoTipo– CantidadCantidad– DistribuciónDistribución

IniciaciónIniciación Secuencia de encendidoSecuencia de encendido

Diseño de tronadurasDiseño de tronaduras

Lo único que hay que hacer es colocar la cantidad adecuada de explosivos en el lugar adecuado e iniciarlo en un tiempo adecuado.

Andrew Scott

Variables de tronadura en Variables de tronadura en bancosbancos

Taco intermedio

Cómo funciona el Cómo funciona el explosivoexplosivo

Influencia del explosivo de un pozo

Factor de carga de la tronadura

Factor de carga

V = B x S x L (m3)

Ton = V x densidad roca

roca TonExplosivo Peso

Factor de energíaFactor de energía

Energía/Tons. Roca B

Factor de carga

Distribución de cargas

Uso del Intellidrill

Problemas con el Problemas con el factor de Cargafactor de Carga

No existen directrices acerca de como se pueden lograr resultados específicos de tronadura.

Las propiedades dinámicas y estructurales del macizo rocoso son ignoradas.

“Factor de carga ” es ambiguo No son considerados ni la secuencia

real de acontecimientos ni tiempo de detonación de un pozo

Cómo cortar esta Cómo cortar esta tronadura?tronadura?

SíSí

Cálculo explosivo Cálculo explosivo primera filaprimera fila

Ej. 2 perfiles posibles: bc y ec . El perfil fc corresponde a un pozo con un burden constante y la carga dibujada es para este último perfil.

¿¿Como se hace un Como se hace un diseño?diseño?

Usar un diseño conocido que Usar un diseño conocido que haya funcionado en otro lugarhaya funcionado en otro lugar

Fórmulas fundamentalesFórmulas fundamentales Reglas básicasReglas básicas Ingeniería en TronaduraIngeniería en Tronadura

Qué información se Qué información se debe tener:debe tener:

Objetivo principalObjetivo principal Macizo rocosoMacizo rocoso Perforación disponiblePerforación disponible Tipos de explosivos y equipos de Tipos de explosivos y equipos de

carguío.carguío. Dirección de salidaDirección de salida Sistema de iniciaciónSistema de iniciación Líneas de diseño (planificación)Líneas de diseño (planificación) Experiencia empresa de tronaduraExperiencia empresa de tronadura

Qué debe satisfacer el Qué debe satisfacer el diseño:diseño:

FragmentaciónFragmentación Rendimiento cargadorRendimiento cargador Eficiencia transporteEficiencia transporte DiluciónDilución Daño reducidoDaño reducido

– Cercano Cercano – LejanoLejano

Payload Management System

STOP DAMAGING OVERLOADSPOSITION YOUR LOAD CORRECTLY

STOP UNDER LOADINGMAXIMISE YOUR FLEET PRODUCTIVITY

Macizo rocosoMacizo rocoso

Propiedades físicas de la rocaPropiedades físicas de la roca– Débil?Débil?– Competente?Competente?– Frágil?Frágil?– Atenuación?Atenuación?

Características de las fracturasCaracterísticas de las fracturas– Masiva?Masiva?– Pocas fracturas?Pocas fracturas?– Muy diaclasada?Muy diaclasada?– Conjuntos principales?Conjuntos principales?

Parámetros de Parámetros de perforaciónperforación

Tipo de perforadorasTipo de perforadoras

Longitud de los pozosLongitud de los pozos

Diámetro de los pozosDiámetro de los pozos

AlineaciónAlineación

La Implementación lo es todo!

La diferencia entre estas tronaduras es la ingeniería!

Modelos de diseñoModelos de diseño

Los modelos generales suponen Los modelos generales suponen resultados adecuados.resultados adecuados.

¿Cuáles son ellos?¿Cuáles son ellos?

No sabemos.No sabemos.

0254,0****303

PRPB e

/**75,0

44,25*max

LdeBB b *'max

f = 1 para pozos f = 1 para pozos verticalesverticales

f = 0,9 para pozos f = 0,9 para pozos incl. 3:1incl. 3:1

f = 0,85 para pozos f = 0,85 para pozos incl. 2:1incl. 2:1

c = 0,3 para rocas c = 0,3 para rocas blandasblandas

c = 0,4 para rocas c = 0,4 para rocas durasduras

c = 0,5 para rocas c = 0,5 para rocas muy durasmuy duras

e' = error empatee' = error empate

db = desviación perf db = desviación perf (m/m)(m/m)

Ash Langefors

PRP = potencia en peso (°/1)Dh = diámetro pozo (pulg.)

KonyaKonya

0,94* * * * ed s h

PRPB K K D

Orientación diaclasasOrientación diaclasas KdKd

Manteo con mucha Manteo con mucha inclinación fuera cara inclinación fuera cara bancobanco 1,181,18

Manteo con mucha Manteo con mucha inclinación dentro cara inclinación dentro cara bancobanco 0,950,95

OtroOtro 11

Estructura de la rocaEstructura de la roca KsKs

Muy fracturada, mal Muy fracturada, mal cementadacementada 1,31,3

Densamente Densamente diaclasadadiaclasada 1,11,1

Roca masiva, intactaRoca masiva, intacta 0,950,95

PRP = potencia en peso (°/1)Dh = diámetro pozo (pulg.)

Índices de tronabilidadÍndices de tronabilidad

A = 0.12 BI según C. CunninghamA = 0.08 BI según C. McKenzie

Factor de energía = 0.015 BI

en MJ/ton.

PARÁMETRO VALORDescripción de la masa rocosa

Quebradizo/Desmenuzable 10

Se fractura en bloques 20

Totalmente masivo 50

Espaciamiento de los planos de diaclasas (JPS)

Cercanos (<0.1 m) 10

Intermedio (0.1 a 1m) 20

Amplio (> 1m) 50

Orientación de los Planos de Diaclasas (JPO)

Horizontal 10

Inclinación hacia fuera de la cara 20

Rumbo normal a la cara 30

Inclinación hacia adentro de la cara del banco 40

Influencia de La gravedad Específica (SGI) SGI = 25*SG - 50 (Donde SG está en ton(m3)

DUREZA (H) 1 - 10

CARACTERIZACION DE LILLY DEL MACIZO ROCOSO, 1986

C. McKenzie

Tabla de Lilly modificada por Tabla de Lilly modificada por Cunningham, 1987Cunningham, 1987

PARAMETROPARAMETRO RANKINGRANKING

Descripción de la Masa Rocosa (RMD)Descripción de la Masa Rocosa (RMD)

Pulvurulento/QuebradizoPulvurulento/Quebradizo 1010

Diaclasado verticalmenteDiaclasado verticalmente JPS + JPAJPS + JPA

MasivaMasiva 5050

Espaciamiento de fracturas (JPS)Espaciamiento de fracturas (JPS)

0.1 m0.1 m 1010

0.1 a sobre tamaño0.1 a sobre tamaño 2020

Sobre tamaño a tamaño de la mallaSobre tamaño a tamaño de la malla 5050

Angulo del plano de fractura (JPA)Angulo del plano de fractura (JPA)

Buza fuera de la caraBuza fuera de la cara 2020

Rumbo perpendicular a la caraRumbo perpendicular a la cara 3030

Buza hacia la caraBuza hacia la cara 5050

Influencia de la Densidad (RDI)Influencia de la Densidad (RDI) RDI = 25*SG – 50 RDI = 25*SG – 50

Factor de Dureza (HF)Factor de Dureza (HF) E/3 para E<50 GPaE/3 para E<50 GPaUCS/5 para E>50 GPaUCS/5 para E>50 GPa(E = módulo de Young,(E = módulo de Young,

UCS = resistencia a la compresión uniaxial)UCS = resistencia a la compresión uniaxial)

Índice de López Jimeno, Índice de López Jimeno, 19841984

VP = Velocidad de penetración (m/h).E = Empuje sobre el tricono (miles de libras).Nr = Velocidad de rotación (r/min).D = Diámetro de perforación (pulgadas).

pI*-0,5727e x1,124 ANFO/m3) (kg CE

R = 0,92

Una vez determinado el fe o el fc Una vez determinado el fe o el fc con el tipo de explosivo, se con el tipo de explosivo, se calcula B a partir de la calcula B a partir de la definición del fcdefinición del fc

KgdrBSL

KgKgfc

1000*KgB

***dr* roca .roca Ton.

explosivo

Aún así no sabemos que Aún así no sabemos que distribución de fragmentación distribución de fragmentación se tendrá.se tendrá.

Se pueden aplicar los modelos Se pueden aplicar los modelos de fragmentación:de fragmentación:

KuzRamKuzRam SwebrecSwebrec

|633.0

Tamaño medio

|633.06

drBKLfc

drfcAx s

Sólo podemos asegurar Sólo podemos asegurar el xel x5050

Porcentaje pasante

*693.0

1*100(%)

Kuz-Ram)

1*100(%)

Swebrec

8931,1

Cálculo del coeficiente de uniformidad

N = coeficiente de uniformidadd = Diámetro de perforación (mm)B = Burden (m)S = Espaciamiento (m)W = Desviación de perforación (m)BCL = Longitud de carga de fondo(m)CCL = Longitud de carga de columna (m)Lt = Longitud total de carga (m)L0 = Longitud de carga sobre el nivel de piso (m)H = Altura del banco

CCLBCLabs

*1.0*1*2

1*142.2

Modelo de KUZ-RAM

DD6932,0

100100

Convertir D50% a Dxx

D50 = tamaño medio de partícula (mm)p = Porcentaje en peso pasante (%)n = Índice de Uniformidad

Dp = Tamaño (mm) a través del cual pasa el p %

Burden primera fila debe ser el que Burden primera fila debe ser el que existe en pata del bancoexiste en pata del banco

Para el diseño se entrega ubicación de Para el diseño se entrega ubicación de última fila de tronadura anterior como última fila de tronadura anterior como ubicación de pata del bancoubicación de pata del banco

Ubicación de pozos de primera fila debe Ubicación de pozos de primera fila debe ser a lo menos a 2 m desde el bordeser a lo menos a 2 m desde el borde real.real.

Importancia de la relación S/B en la Importancia de la relación S/B en la dirección de secuencia de salidadirección de secuencia de salida

Si se diseña a partir del fc, éste Si se diseña a partir del fc, éste debe relacionarse con un tipo de debe relacionarse con un tipo de explosivoexplosivo

Si se hace con el fe, basta con este Si se hace con el fe, basta con este único valorúnico valor

El fe no considera el efecto de la El fe no considera el efecto de la VOD en el resultado de la tronadura.VOD en el resultado de la tronadura.

No existe en la actualidad una No existe en la actualidad una expresión que correlacione el VOD expresión que correlacione el VOD de un explosivo con la de un explosivo con la fragmentación, excepto la de fragmentación, excepto la de BergmanBergman

Uso de mallas trabadasUso de mallas trabadas

BS *1547.1

RR SBB **9306.0

Definición de PasaduraDefinición de PasaduraS

J/B = 0 a 0,4

PasaduraPasadura

Es la longitud del pozo por debajo Es la longitud del pozo por debajo del nivel de piso.del nivel de piso.

Mucha pasadura: mayores costos Mucha pasadura: mayores costos de perforación, mayor nivel de de perforación, mayor nivel de vibraciones, y alta fragmentación vibraciones, y alta fragmentación en la parte superior del banco en la parte superior del banco inferior.inferior.

Poca pasadura: Problemas de Poca pasadura: Problemas de “patas”, niveles de piso.“patas”, niveles de piso.

donde Lsd es el largo de la pasadura (m), d es el diámetro de hoyo (m) y la constante Ksd varía de

8 a 12.

dKL sdsd

TacoTaco Poco taco: escape prematuro de los gases.Poco taco: escape prematuro de los gases. Mucho taco: Generación de bloques en la parte Mucho taco: Generación de bloques en la parte

alta del banco, y alto nivel de vibraciones.alta del banco, y alto nivel de vibraciones. En la practica las longitudes de taco aumentan En la practica las longitudes de taco aumentan

conforme baja la competencia de la roca.conforme baja la competencia de la roca. Taco de aire reduce presión peak de hoyo lo Taco de aire reduce presión peak de hoyo lo

que permite acortar longitud de taco superior que permite acortar longitud de taco superior Es la longitud del pozo que se rellena con Es la longitud del pozo que se rellena con

material inerte para confinar y retener los material inerte para confinar y retener los gases producidos por la explosión.gases producidos por la explosión.

T : taco en metrosd : diámetro de perforación en metrosK : Cte. Entre 25 a 30

Se debe considerar el uso de gravilla en el taco; para esto se recomienda material de gravilla entre 1/10 a 1/ 15 del diámetro de perforación. Esto implica K = 20 a 35

Taco (AECI)Taco (AECI)

50 UCS

PRVDDZT eh

Sensibilidad al FlyrockSensibilidad al Flyrock ZZ

No sensibleNo sensible 1.01.0

Cercanía a estructurasCercanía a estructuras 1.21.2

Cercanía a personalCercanía a personal 1.51.5

Dh = diam. Pozo (mm)

De = diam. Explosivo (mm)

PRV = potencia en volumen (%)

UCS = resistencia a la compresión (MPa)

Taco de aire entre Taco de aire entre explosivo y taco superiorexplosivo y taco superior Considerando un mismo tipo de Considerando un mismo tipo de

explosivo y de macizo rocoso:explosivo y de macizo rocoso:

hch PfP *25,1*

a *125,1

Donde Ph = presion de pozo sin taco airePh

* = presión de pozo con taco aireT = taco superior sin aireT* = taco superior con airela = largo taco airele = largo carga explosiva

Tacos intermediosTacos intermedios

Detonación por simpatía Detonación por simpatía entre cargas en un mismo entre cargas en un mismo

pozopozo•Se lograron ventajas cuando se usó poliestireno en el taco intermedio.

• Longitudes críticas fueron mayores en pozos de diámetro más grandes.

• Longitudes críticas fueron mayores en pozos que en tubos de acero.

•La gravilla ofrece un medio razonable de atenuación. Este tipo de taco se usó en las pruebas que se efectuaron después.

Detonación por simpatía Detonación por simpatía entre cargas en un mismo entre cargas en un mismo

pozopozo

Parece que el mal funcionamiento de carga, cebo o detonador aceptante resulta en un resultado inferior del explosivo y por consiguiente en malos resultados de tronadura.

Detonación por Detonación por simpatía entre cargas simpatía entre cargas

en un mismo pozoen un mismo pozo

Conclusiones de pruebas Conclusiones de pruebas de detonación por de detonación por

simpatíasimpatía

El confinamiento que existe en el macizo El confinamiento que existe en el macizo rocoso no se puede reproducir fácilmente en rocoso no se puede reproducir fácilmente en pruebas de laboratorio.pruebas de laboratorio.

A distancias de 2 m lejos de una carga de 100 A distancias de 2 m lejos de una carga de 100 mm de diámetro se registraron presiones de mm de diámetro se registraron presiones de gran amplitud . A estos niveles de presión es gran amplitud . A estos niveles de presión es posible un mal funcionamiento de la carga, posible un mal funcionamiento de la carga, cebo y detonador. cebo y detonador.

Se registró experimentalmente un mal Se registró experimentalmente un mal funcionamiento a distancias de hasta 3.2 m funcionamiento a distancias de hasta 3.2 m lejos de la cargalejos de la carga donante.donante.

Taco intermedioTaco intermedio

Si se inicia primero una carga de fondo, colocar el iniciador de la carga superior alejado del taco intermedio, así no se dañará el iniciador ni se iniciará por simpatía

Diseños de PerforaciónDiseños de Perforación

Una distribución uniforme de explosivos Una distribución uniforme de explosivos requiere una distribución uniforme de pozosrequiere una distribución uniforme de pozos

Rectangular o Trabado?Rectangular o Trabado? El amarre es lo que define el diseño realEl amarre es lo que define el diseño real

S : B = 1 S : B = 2

Problemas de Problemas de fragmentaciónfragmentación

Ubicación de bolonesUbicación de bolones

Se puede deber a 2 factores:

1 Fe inadecuado (mucho burden o poco explosivo)

2 Mucho fracturamiento inducido por tronadura anterior

Mejorar el diseño de la última fila de la tronadura anterior

Puede deberse a:

1 Exceso de taco

2 Carga de columna inadecuada

3 Macizo rocoso más competente en zona de taco que en el resto

Calcular el taco adecuado para la carga de columna adecuada (1 y 2)Usar cargas puntuales o pozos satélites

Taco de aire

Disminución de malla y Dh

Se puede deber a:

1 Diseño inadecuado última fila, ej., amortiguada con bajo factor de carga comparado con otros pozos.

2 Retardo entre fila pequeño

1 Se debe a un diseño inadecuado

2 Factor de energía bajo

3 Mal diseño de secuencia en caso de roca muy competente

Inclinación de los Inclinación de los pozospozos

Ventajas:Ventajas:

– Costos reducidos de perforación y explosivos Costos reducidos de perforación y explosivos debido a un tamaño de malla aumentadodebido a un tamaño de malla aumentado

– Mejor estabilidad en la cresta del bancoMejor estabilidad en la cresta del banco– Quebradura reducidaQuebradura reducida– Mejor desplazamiento de la pila tronadaMejor desplazamiento de la pila tronada– No hay problemas de pata y reducción de la No hay problemas de pata y reducción de la

pasadurapasadura

Desventajas:Desventajas:– Aumento de los errores de alineaciónAumento de los errores de alineación– Aumento de la susceptibilidad de la desviaciónAumento de la susceptibilidad de la desviación– Se requiere una mejor supervisión durante la Se requiere una mejor supervisión durante la

perforaciónperforación– Aumento del desgaste de las barras de Aumento del desgaste de las barras de

perforaciónperforación

Primado de pozosPrimado de pozos

Posicion del APDPosicion del APD– Considerar el tiempo (distancia) para alcanzar la Considerar el tiempo (distancia) para alcanzar la

velocidad de régimen.velocidad de régimen.

– Distancia velocidad de régimen es de: 3 a 5 veces el Distancia velocidad de régimen es de: 3 a 5 veces el diámetro de perforación.diámetro de perforación.

EFECTO DE LA DILUCION EN EL DISEÑO.

Los métodos más comunes para evitar la dilución son: Utilizar bancos de poca altura.Factores de carga bajos.Ubicación de los bloques mineralizados dentro de la tronadura.Dirección de la salida paralela al rumbo del cuerpo mineralizadoTronar con cara sucia.

Diseño de tronaduras Diseño de tronaduras con zona dura en sector con zona dura en sector

del taco.del taco.

2. Mala fragmentación en 2. Mala fragmentación en zona de tacozona de taco

A. Mala fragmentación en A. Mala fragmentación en zona de taco con manto de zona de taco con manto de nitrato en la parte superior nitrato en la parte superior del bancodel banco

C. McKenzie

F. Chiappetta

2. Pre tronar este material desde el banco superior.

C. McKenzie

3. Uso de pozos de menor diámetro que utilicen tacos más cortos

4. Uso de pozos de menor diámetro intermedios (pozos pilotos) diseñados para quebrar sólo la parte superior del banco

Pozos producción

Pozo piloto

F. Chiappetta

INICIACION POZOS PILOTOSINICIACION POZOS PILOTOS

F. Chiappetta

Terms:Terms: DDee = diameter of explosive (mm, in)= diameter of explosive (mm, in)

ddee = = density of explosive (g/cm density of explosive (g/cm33))

m =m = factor describing length of charge contributing to flyrock potential from factor describing length of charge contributing to flyrock potential from top of bench (m = 8 if hole diameter less than 4 inch (100 mm) and charge top of bench (m = 8 if hole diameter less than 4 inch (100 mm) and charge length >= 8*length >= 8*DDee, m = 10 for diameters greater than 4 inch (100 mm) and , m = 10 for diameters greater than 4 inch (100 mm) and

charge length >= 10*charge length >= 10*DDe,e, otherwise m = charge length/hole diameter). otherwise m = charge length/hole diameter).

StStsafesafe = Stemming length at which little or no stemming ejection or surface = Stemming length at which little or no stemming ejection or surface

flyrock should occur. Caution is recommended for stemming lengths shorter flyrock should occur. Caution is recommended for stemming lengths shorter than this value.than this value.

StStnormalnormal = Stemming length considered normal for production blasting, with a = Stemming length considered normal for production blasting, with a

normal risk of flyrock – caution recommended.normal risk of flyrock – caution recommended.

StStfragfrag = Stemming length required to achieve fine fragmentation in the collar = Stemming length required to achieve fine fragmentation in the collar

region, though there will be a high risk of flyrock – high level of caution is region, though there will be a high risk of flyrock – high level of caution is recommended.recommended.

StStdangerdanger = Stemming length at which the potential for flyrock is considered to = Stemming length at which the potential for flyrock is considered to

be dangerously high – extreme caution is recommended.be dangerously high – extreme caution is recommended.

Stem length & collar flyrock potential

Estimacion del tamaño de la gravilla que se utiliza como taco

ReferenReference:ce:

Konya, C.J. & Walter, E.J., 1985. Konya, C.J. & Walter, E.J., 1985. Rock Blasting and Rock Blasting and Overbreak Control.Overbreak Control.

TerminoTerminos:s:

DDhh = diametro pozo (mm) = diametro pozo (mm)

TTss min min = tamaño mínimo de gravilla (mm) = tamaño mínimo de gravilla (mm)

TTs s maxmax = tamaño maximo de gravilla (mm) = tamaño maximo de gravilla (mm)

Base:Base: Experiencia del AutorExperiencia del Autor

Estimación del largo del taco - AECI

ReferenReference:ce:

Explosives TodayExplosives Today, AECI Technical Bulletin, Series 2, No 41, , AECI Technical Bulletin, Series 2, No 41, March 1986March 1986

Terms:Terms: DDhh = diámetro del pozo (mm) = diámetro del pozo (mm)

DDee = diametro del explosivo (mm) = diametro del explosivo (mm)

RBSRBS = potencia relativa en volumen del explosivo (ANFO = = potencia relativa en volumen del explosivo (ANFO = 100%)100%)

UCS UCS = resistencia a la compresión de la roca (MPa)= resistencia a la compresión de la roca (MPa)

ZZ = factor de sensibilidad al flyrock (ver tabla) = factor de sensibilidad al flyrock (ver tabla)

StSt = largo del taco (m) = largo del taco (m)

UCSUCS AA

+200 MPa+200 MPa 12 - 1412 - 14

100 - 200 MPa100 - 200 MPa 10 - 1110 - 11

50 - 100 MPa50 - 100 MPa 8 - 98 - 9

-50 MPa-50 MPa 66

Sensibilidad al FlyrockSensibilidad al Flyrock ZZ

No sensible al flyrockNo sensible al flyrock 1.01.0

Cerca de estructurasCerca de estructuras 1.21.2

Cerca de personasCerca de personas 1.51.5

Estimación del largo del taco – AECI (cont.)

Diseño con teoría del Diseño con teoría del crátercráter

Profundidad crítica Profundidad óptima

Carga esférica ω

Con estos 3 parámetros, ω, N y do, se calculan los siguientes índices:

Razón de profundidad óptima

Índice de energía de deformación (m/kg1/3)

dH = B

ntoespaciamie dirección en distancia derazón

verticalcara a distancia derazón

horizontal cara a distancia derazón

Blasting Principles for Open Pit Mines de William Hustrulid, páginas 865 a 876 (1999). Selleck definió las siguientes relaciones adicionales:

donde dH = B = burden, dS = S = espaciamiento y dV = distancia desde cara superior del banco al centro de la carga

Además, este sistema establece por Además, este sistema establece por experiencia, que:experiencia, que:

ΔV = 1,1 * Δo ΔV = 1,1 * Δo

ΔH = ΔoΔH = Δo

ΔS = 1,2 * ΔoΔS = 1,2 * Δo

A partir de la figura 2 se establecen las A partir de la figura 2 se establecen las siguientes fórmulas:siguientes fórmulas:

PCJHPC

donde:donde: T = tacoT = taco H = altura de bancoH = altura de banco J = pasaduraJ = pasadura PC = longitud total de cargaPC = longitud total de carga W = peso carga explosivaW = peso carga explosiva Kj = razón pasadura / burdenKj = razón pasadura / burden γ = densidad de carga (Kg/m)γ = densidad de carga (Kg/m)

De esta última fórmula se calcula B De esta última fórmula se calcula B por iteración, o empleando las por iteración, o empleando las funciones Solver o BuscarV en Excel.funciones Solver o BuscarV en Excel.

Debe cumplirse con la condición de Debe cumplirse con la condición de un taco mínimo para evitar el un taco mínimo para evitar el flyrock:flyrock:

El espaciamiento se calcula por:El espaciamiento se calcula por:

esférica carga largo 2

1 - esférica carga a

**** 3

MarginalMarginal CarbonatoCarbonato LastreLastre GalGal

Razon PC/DhRazon PC/Dh KK 88 88 88 88

Profundidad óptima (m)Profundidad óptima (m) do do 3,23,2 3,23,2 4,64,6 3,73,7

Profundidad crítica (m)Profundidad crítica (m) N N 5,25,2 5,25,2 6,66,6 5,25,2

Cantidad expl. Equivalente Cantidad expl. Equivalente a carga esférica (kg)a carga esférica (kg) w w 50 50 5050 9696 50 50

Razón de profundidad óptimaRazón de profundidad óptima 0,620,62 0,620,62 0,700,70 0,710,71

Factor de energía de deformación Factor de energía de deformación (m/kg^1/3)(m/kg^1/3) E E 1,411,41 1,411,41 1,441,44 1,411,41

delta vdelta v 0,680,68 0,680,68 0,770,77 0,780,78

delta sdelta s 0,740,74 0,740,74 0,840,84 0,850,85

delta hdelta h 0,620,62 0,620,62 0,700,70 0,710,71

Densidad roca (gr/cc)Densidad roca (gr/cc) drdr 2,352,35 2,352,35 22 2,352,35

Diàmetro pozo (")Diàmetro pozo (") DD 7 7/87 7/8 7 7/87 7/8 10 5/810 5/8 7 7/87 7/8

Razó pasadura/burdenRazó pasadura/burden KjKj 0,270,27 0,330,33 0,190,19 0,230,23

Tipo explosivoTipo explosivo 930930 930930 AnfoAnfo 930930

Densidad explosivo (gr/cc)Densidad explosivo (gr/cc) dede 11 11 0,780,78 11

Densidad de carga (kg/m)Densidad de carga (kg/m) Kg/mKg/m 31,4231,42 31,4231,42 44,6244,62 31,4231,42

Altura del banco (m)Altura del banco (m) H H 7,57,5 7,57,5 1515 7,57,5

Burden (m)Burden (m) B B 4,54,5 4,64,6 7,97,9 5,15,1

Espaciamiento (m)Espaciamiento (m) S S 5,35,3 5,55,5 9,59,5 6,26,2

Carga explosiva/ pozo (kg)Carga explosiva/ pozo (kg) W W 135135 145145 490490 135135

Largo columna de carga (m)Largo columna de carga (m) PCPC 4,34,3 4,64,6 11,011,0 4,34,3

Pasadura (m)Pasadura (m) J J 1,21,2 1,51,5 1,51,5 1,21,2

Taco (m)Taco (m) T T 4,44,4 4,44,4 5,55,5 4,44,4

Ton. de material por pozoTon. de material por pozo TonTon 420420 439439 22602260 560560

Factor carga (gr/Ton)Factor carga (gr/Ton) FcFc 322322 329329 217217 241241

Blastability index AquilaBlastability index Aquila BIBI 8282 254254 9494 9595

SDB Roca congelada

Roca blanda

Roca frágil

Min 0,79263 1,0899 0,79263

Max 0,8719 1,30784 1,5853

Si tenemos un diámetro de 3” y una roca frágil, el rango de profundidad del pozo se calculará como sigue: Primero determinaremos el tamaño de la carga explosiva, que será Anfo: PC = 6* = 6 * 3 * 0,0254 = 0,46 m El peso será w = 0,5067 * 9 * 0,78 * 0,46 = 1,64 Kg

E. Berger

Si se usará un iniciador de 150 grs. Implica que el peso total será de 1,64 + 0,15 = 1,79 Kg. Y mantendremos el largo de 0,46m. Luego, el largo del pozo debe ser: L = SDB * w(1/3) + 0,5*PCLmax = 1,5853 * 1,79(1/3) + 0,46/2 = 2,15 m

Lmin = 0,79263 * 1,79(1/3) + 0,46/2 = 1,2 m

La distancia entre pozos debe ser Dc = * 1,75 = 3 * 1,75 = 5,25 mY el incremento en profundidad i = Largo carga/2 = 0,46/2 = 0,23 m

Nº de pruebas 6 a 7 E. Berger

DISEÑO EN RAMPA

la rampa y sin Berma de contención

Zona de la rampa en la cual se realiza control

Mina Sur

ChuquicamataChuquicamata

8 x 8Linea Programa 2855

Recorte de Rampa al 2855

Banco 2870PISO BANCO

H=15 mts

Banco 2855

MALLA 6 X

MALLA 7 X 7

MALLA 11 X 11

150 mts

50 mts 50 mts 50 mts

Esquema de Diseño de Rampa en RT

1. SITUACIÓN

Zona dañada por fuera parte alta de la rampa y sin Berma de contención

SOLUCIÓN

PROBLEMA

Zona perforada en rampa

Zona con control parte interior de la rampa

Zona que debiera protegerse

Pozos perforados a fondo para lograr ancho de carguío

Zona perforada en rampa

Zona con control parte interior de la rampa

Zona que debiera protegerse

Pozos perforados a fondo para lograr ancho de carguío

Esquema de Diseño de Rampa en Cerro Colorado

3. DISEÑO EN PERSPECTIVA

DISEÑO TIPO

LÍNEA DE PROGRAMA

POLVORAZOMALLAPERF.PASADURAN° POZOSMTS. PROG.TONELAJE ESTIMADO8.00 x 9.009"1,001391.529TONELAJE REALINDICADORESU.G.M.U.G.T.LITOLOGIADOMINIOFRECUENCIADUREZARENDIMIENTOFECHAESTRUCTURALDE FRACTURADE ROCAPERFORACIONLASTREPORFIDOR222-08-0690.900F8-2430-01

Ensanche Rampa

Filtro Buffer o Precorte

Pozos Largos Producción

40 mts

Cálculo diseño rampaCálculo diseño rampa

Sistema AECISistema AECI

Sistema CráterSistema Cráter

Plano con Secuencia de Salida 2905-S2-Plano con Secuencia de Salida 2905-S2-024024

#12#15

#14#16

Precortes en grupos de 6, separados por 67ms.

130ms+42ms

Secuencia de disparo 1

Secuencia de Salida Secuencia de Salida 2905-S2-0242905-S2-024

Líneas de IsotiemposLíneas de Isotiempos

Secuencia de disparo 2Secuencia de disparo 2

Cara Libre

Plano de AmarrePlano de AmarreUnión de 5

Conectores 130 ms. 650 ms.

totalesPara resguardo de secuencia en superficie v/s detonación de

precorte

Tiempos de DetonaciónTiempos de Detonación

Líneas de IsotiempoLíneas de Isotiempo

Secuencia de tronadura en Secuencia de tronadura en rampa en Tesoro rampa en Tesoro (apertura de banco)(apertura de banco)

Diseño de tronaduras Diseño de tronaduras de hundimientode hundimiento(Sinking blast)(Sinking blast)

Cuándo se utiliza este tipo de tronaduras

Diseño de Diseño de hundimientohundimiento

Pozo de producción normal

Pozo de rainura extra

Diseño de Diseño de rainurarainura

Los pozos dentro Los pozos dentro del cuadrado del cuadrado tienen mayor tienen mayor pasadura y taco pasadura y taco superior más superior más largolargo

DiseñoDiseño

Profundidad de la rainuraProfundidad de la rainura

– La pasadura debe ser 1,25 veces la La pasadura debe ser 1,25 veces la pasadura de los pozos normales.pasadura de los pozos normales.

Ejemplo: pozos normales de 16,5 m en Ejemplo: pozos normales de 16,5 m en banco de 15 m implican un pozo de banco de 15 m implican un pozo de rainura de:rainura de:

15 + 1,5*1,25 = 16,875 = 1715 + 1,5*1,25 = 16,875 = 17 mm

DiseñoDiseño Tamaño de la rainura en superficieTamaño de la rainura en superficie

– La dimensión menor del área de la La dimensión menor del área de la rainura debe ser mayor o igual arainura debe ser mayor o igual a

Ejemplo: Si la profundidad de los Ejemplo: Si la profundidad de los pozos es de 18 m, el lado menor del pozos es de 18 m, el lado menor del área de la rainura debe ser de más área de la rainura debe ser de más dede

rainura pozos Pr3

2ofundidad

m 1218*3

2menorL

DiseñoDiseño

Factor de cargaFactor de carga debe ser un 60 debe ser un 60 a un 100% mayor que el usado a un 100% mayor que el usado en una tronadura normal en el en una tronadura normal en el mismo sector.mismo sector.

Ventajas sobre Ventajas sobre tronaduras en rampatronaduras en rampa

La permanenciaLa permanencia es el principal es el principal aspecto para elegir uno u otro aspecto para elegir uno u otro diseñodiseño

El drenajeEl drenaje es mejor en una rampa es mejor en una rampa construida sobre material tronado construida sobre material tronado a fondoa fondo..

El costo de P&TEl costo de P&T de tronar en rampa de tronar en rampa es mayor debido a que se usa una es mayor debido a que se usa una malla reducida para acomodarse a malla reducida para acomodarse a los pozos más cortos.los pozos más cortos.

Ventajas sobre Ventajas sobre tronaduras en rampatronaduras en rampa

En el caso de que la rampa se En el caso de que la rampa se remueva, la P&T ya se ha remueva, la P&T ya se ha efectuado en la tronadura de efectuado en la tronadura de hundimiento, por lo que no hay hundimiento, por lo que no hay que mover al lugar una que mover al lugar una perforadora ni librar equipos y perforadora ni librar equipos y personal por tronadura.personal por tronadura.

Diseño de tronadura de Diseño de tronadura de contornocontorno

Tipos de tronaduras de Tipos de tronaduras de contornocontorno

Son muchas las técnicas de tronaduras de contorno desarrolladas desde los años 50, pero en la actualidad las más usadas son, el precorte, el recorte y la tronadura amortiguada

Todos los métodos ayudan a producir una superficie que es suave, estables y libre de material suelto. Las características de diseño comunes a todas las formas de tronaduras de contorno son:

Reducir la cantidad de explosivo en los hoyos contra la pared final, y aún en la penúltima fila de hoyo.

Aumentar la densidad de perforación para proporcionar una mejor distribución de explosivo a través de la masa rocosa, y proporcionar una línea acentuada de quebradura.

Ajustar el tiempo de iniciación para mejorar la interacción entre los hoyos adyacentes.

Tal vez los dos aspectos más importantes del diseño de tronadura de contorno son la determinación de la densidad de carga más apropiada de explosivo dentro del hoyo, y la distancia mínima entre la cara final y el hoyo más cercano.

Efecto Efecto CombinadoCombinado

Vibraciones y Gases

Efecto Efecto CombinadoCombinado

Vibraciones y Gases

Tipos de tronaduras de contornoC

OBJETIVOS DEL PRECORTE

El desarrollo de un precorte tiene por finalidad generar una línea de debilidad tras la tronadura cuyos beneficios pueden ser los siguientes:

- Formación de una pared de banco más estable.

- Generar el límite de penetración de la pala.

- Obtener las bermas programadas.

- Crear una percepción de seguridad.

Los beneficios del precorte, en términos de estabilidad de talud, pueden no ser fáciles de evaluar. Por ejemplo, la no-creación de medias cañas en la tronadura de precorte, no necesariamente significa un mal resultado del precorte ya que aún así los resultados en lo que se refiere a estabilidad de la pared pueden ser buenos.

Como se sabe, el precorte debe ser capaz de inducir fracturas en un plano para atenuar las vibraciones de la tronadura principal, lo cual depende mucho de la calidad de las fracturas que se formen. Las vibraciones se atenuarán más, mientras éstas crucen fracturas lo más abiertas y limpias posibles.

Así como las vibraciones inducidas por una tronadura son responsables de los daños producidos, el empuje de los gases de explosión también es responsable del daño ocasionado en la pared final, por lo tanto la línea de fractura generada por el precorte también debe actuar como una zona que permita la evacuación de estos gases.

Tipos de tronadura Tipos de tronadura controladacontrolada

AmortiguadaAmortiguada

Recorte Recorte

PrecortePrecorte

Cálculo de diseño N° 1Cálculo de diseño N° 1

– Entre un 50 a 70% del valor de la malla Entre un 50 a 70% del valor de la malla de producciónde producción

– Factor de carga similar al de producciónFactor de carga similar al de producción– Si se mantiene el diámetro de Si se mantiene el diámetro de

producción implica una mala producción implica una mala distribución de la carga en el pozo lo distribución de la carga en el pozo lo que obliga a usar taco de aireque obliga a usar taco de aire

– ES aconsejable usar un diámetro menor ES aconsejable usar un diámetro menor en pozos amortiguadosen pozos amortiguados

Cálculo de diseño N° 2: Cálculo de diseño N° 2: Método del cráterMétodo del cráter

DEFINICION DE TRONADURA AMORTIGUADA POR DEFINICION DE TRONADURA AMORTIGUADA POR EL METODO DE CRATEREL METODO DE CRATER(Frank Chiappetta, 1992)(Frank Chiappetta, 1992)

Las cargas de los pozos amortiguados deben ser tal que:

donde W = lbs de explosivo por pozo, k = constante de la competencia de la roca y dc = distancia en pies medida desde la superficie del banco hasta el centro de gravedad de los primeros 6 diámetros de longitud de la columna explosiva.

TRONADURA AMORTIGUADA POR EL TRONADURA AMORTIGUADA POR EL METODO DE CRATERMETODO DE CRATER

PrecortePrecorte Presión de pozo o de explosivo debe Presión de pozo o de explosivo debe

ser igual a UCS roca (1 a 2 veces)ser igual a UCS roca (1 a 2 veces)

UCSkPh *

Pero Ph >>> UCS. Implica hay que desacoplar el explosivo

nchh fPP **

pozovolumen

explosivovolumen 2

La fórmula comúnmente utilizada y aplicada para el cálculo de espaciamiento es la siguiente:

Donde S es el espaciamiento en mm, T es la resistencia a la tracción de la roca en Mpa, Pb es la presión de detonación en el barreno en Mpa y d es el diámetro de perforación en mm.

Esta definición de espaciamiento no considera las características estructurales de la roca. No obstante, algunos investigadores tales como Chiappeta (1982) sugieren que si la frecuencia de las discontinuidades excede de 2 a 3 entre los pozos de precorte, los resultados serían bastante pobres en términos de generación de “medias cañas”.

TPDS b

Para estructuras con ángulos menores que 10 grados a la pared final, parece existir poco efecto perjudicial a la calidad del precorte medida por la presencia de medias cañas. Estructuras paralelas a la cara final reforzaría aun más el perfil. Mala calidad del precorte, en términos de medias cañas visibles tiende ocurrir cuando el ángulo entre las fracturas y la línea de precorte está entre 10 y 60 grados. La calidad del precorte está fuertemente influenciada por la exactitud de la perforación, y se debe tener considerable cuidado en el posicionamiento de la perforadora para alcanzar una inclinación del pozo constante, espaciamiento del pozo regular, y pozos paralelos;

Distancia entre precorte Distancia entre precorte y amortiguaday amortiguada

SECUENCIA DE SALIDA

El precorte debe ser iniciado en forma separada o en conjunto con la tronadura de producción, pero con una diferencia de a lo menos 100 ms previo a la tronadura de producción. Con respecto a los intervalos entre pozos del precorte, la teoría de formar una grieta de tensión entre dos pozos implica una detonación simultánea de ellos. A modo de referencia, Ouchterlony (1995) reportó que si existen diferencias de tiempo de 1ms entre pozos de precorte, esta generaría mayores daños alrededor de un pozo.

Por tal motivo el autor del estudio recomienda el uso de cordón detonante para la iniciación del precorte. Idealmente debieran ser detonados todos los pozos del precorte en forma simultánea, pero como medida de precaución en lo que es vibraciones, estos debieran ser detonados en grupos de 20 a 30 pozos.

EFECTOS DE LA EXACTITUD DE LA PERFORACIÓN

La importancia de la exactitud de la perforación puede no ser considerada cuando se diseña un precorte, pero esta tiene una gran importancia debido al paralelismo que debiera existir entre los pozos, ya que su no paralelismo puede ser la causa de perfiles irregulares.

INCLINACIÓN DEL PRECORTE

Los máximos beneficios en términos de mejorar la estabilidad de los taludes, se obtienen cuando el precorte es perforado inclinado. Estas inclinaciones fluctúan en el rango de 15 a 30 grados, siendo mejores los resultados a medida que se utiliza una mayor inclinación, aumentando ciertamente la dificultad en la perforación.

Cuando se realizan precortes inclinados y una fila buffer delante de ellos, es conveniente tronar el precorte antes de la tronadura de producción, principalmente para evitar que la fila buffer o amortiguada en la zona del pie del banco, quede demasiado cerca del pozo de precorte y ésta pueda ser iniciada por simpatía.

Presencia de “media cañas “ en el talud del banco

Los tres principales factores geoestructurales que afectan el resultado del precorte son:

- La frecuencia de fractura a lo largo de la línea de precorte.

- El ángulo formado entre la línea de precorte y las estructuras.

- El relleno de las fracturas.

De algunas investigaciones sobre la orientación de las fracturas con respecto a la línea de precorte, se tiene que ángulos menores a 10 y superiores a 60 grados entre la estructura y la línea de precorte tiene un menor efecto sobre el resultado en la pared final. Por el contrario, ángulos entre 15 y 60 grados son los más desfavorables en el resultado del precorte.

Por qué no se tienen medias Por qué no se tienen medias cañas en perforaciones cañas en perforaciones verticales de precortesverticales de precortes

Situación real

Diseño geotécnico

Situaciones de logro de líneas de programa

Diseño geotécnicoSituación realA B

Diseño geotécnicoSituación realA BC

Referencias bibliográficas

REFERANCIAS BIBLIOGRAFICAS.

-“Manual de perforación y voladura de roca“, LOPEZ JIMENO.

-“Curso de tronadura mina a cielo abierto Chuquicamata”, Enaex.

-“Estudio de control del daño y quebradura Mina Radomiro Tomic”, Enaex

-“Diseño de voladuras” , DR. CALVIN CONYA.

-“Tronadura para ingenieros “ , DR. CAMERON Mc kenzie.

- Presentación tronadura controlada, Carlos Orlandi

- Curso Tronadura y geomecanica, Antonio Karzulovic

Macizo rocosoMacizo rocoso

Propiedades físicas de la rocaPropiedades físicas de la roca– Débil?Débil?– Competente?Competente?– Frágil?Frágil?– Atenuación?Atenuación?

Características de las fracturasCaracterísticas de las fracturas– Masiva?Masiva?– Pocas fracturas?Pocas fracturas?– Muy diaclasada?Muy diaclasada?– Conjuntos principales?Conjuntos principales?

Parámetros de Parámetros de perforaciónperforación

Tipo de perforadorasTipo de perforadoras

Longitud de los pozosLongitud de los pozos

Diámetro de los pozosDiámetro de los pozos

AlineaciónAlineación

Cálculo de tiempos de Cálculo de tiempos de retardoretardo

Etapas de la operación Etapas de la operación de tronadurade tronadura

Efectos negativos de la Efectos negativos de la tronaduratronadura

Mala fragmentaciónMala fragmentación Corte apretadoCorte apretado Daño al talud y a Daño al talud y a

edificacionesedificaciones Tiros quedadosTiros quedados FlyrocksFlyrocks AirblastsAirblasts

Zonas Zonas reactivasreactivas

Estrategias para Estrategias para sulfuros reactivossulfuros reactivos

1)1) Hacer nadaHacer nada2)2) Cargar y tronarCargar y tronar3)3) Medir temperaturas (Termocupla Medir temperaturas (Termocupla

versus infra rojo (IR))versus infra rojo (IR))4)4) No usar detritos como tacoNo usar detritos como taco5)5) Usar mangas de plástico en el pozoUsar mangas de plástico en el pozo6)6) Usar explosivo encartuchadoUsar explosivo encartuchado7)7) Usar explosivo inhibidoUsar explosivo inhibido8)8) Combinaciones de los puntos Combinaciones de los puntos

anterioresanteriores

Indicadores de roca Indicadores de roca reactivareactiva

1.Presencia de sulfuros (mayor a 1%)1.Presencia de sulfuros (mayor a 1%) 2. Presencia de sulfuro negro.2. Presencia de sulfuro negro. 3. Presencia de sales blancas o amarillas en la 3. Presencia de sales blancas o amarillas en la

roca que indican oxidación.roca que indican oxidación. 4. Condición acídica ( causada por la reacción 4. Condición acídica ( causada por la reacción

anterior) indicada por el color del agua que fluye anterior) indicada por el color del agua que fluye (amarilla – café rojiza).(amarilla – café rojiza).

5. Reacción espontánea (humos) en la sobrecarga 5. Reacción espontánea (humos) en la sobrecarga o la roca estéril o el mineral en stocks o en la o la roca estéril o el mineral en stocks o en la mina.mina.

6. Olor acre irritante causado por la oxidación del 6. Olor acre irritante causado por la oxidación del sulfuro que produce dióxido de sulfurosulfuro que produce dióxido de sulfuro

Procedimientos de perforación y Procedimientos de perforación y tronadura basados en:tronadura basados en:

11. Identifica. Identificación de las zonas reactivasción de las zonas reactivas

2. Notifica2. Notificación de mallas reactivas a ción de mallas reactivas a todo el o personal involucrado antes todo el o personal involucrado antes de perforarde perforar

3. 3. Registro riguroso de temperaturasRegistro riguroso de temperaturas

4. Us4. Uso de explosivos inhibidoso de explosivos inhibidos

5. 5. Tiempos de residencia restrictivoTiempos de residencia restrictivo– Tº pozos 32 a 38 ºC 4 a 6 horasTº pozos 32 a 38 ºC 4 a 6 horas

– Tº > 43ºC 2 a 4 hrsTº > 43ºC 2 a 4 hrs

Procedimientos de perforación y Procedimientos de perforación y tronadura basados en (cont.):tronadura basados en (cont.):

6. Cargar desde los pozos más fríos a 6. Cargar desde los pozos más fríos a

los más calienteslos más calientes

7. Cargar desde el frente del disparo 7. Cargar desde el frente del disparo

hacia atráshacia atrás

8. Tronaduras más pequeñas y más 8. Tronaduras más pequeñas y más

frecuentesfrecuentes

9. Diseños de iniciación más simples9. Diseños de iniciación más simples

Por qué usar productos Por qué usar productos inhibidos inhibidos

en vez de mangasen vez de mangas

- Costo- Costo

- Manejo del riesgo- Manejo del riesgo

- Derrame de explosivo- Derrame de explosivo

- Carguío de pozos por error - Carguío de pozos por error antes de enmangarantes de enmangar

- Tiros quedados- Tiros quedados

Inhibidores de reacción de Inhibidores de reacción de pirita:pirita:– UreaUrea– Oxido de zincOxido de zinc– Carbonato de magnesioCarbonato de magnesio– Oxido de aluminioOxido de aluminio

Tº de explosión de detonadores Tº de explosión de detonadores 120 a 130 ºC120 a 130 ºC

Reacciones involucradasReacciones involucradas

FeSFeS2 2 +7/2O+7/2O22 + H + H22O -> FeSOO -> FeSO44

2FeSO2FeSO44 + 1/2O + 1/2O2 2 + H + H22SOSO4 4 -> Fe -> Fe22(SO(SO44) + 1/2H) + 1/2H22OO

FeSFeS22+ 7Fe+ 7Fe22(SO(SO44))33 +8H +8H22O O —>15FeSO—>15FeSO44 + + 8H8H22SOSO44

FeFe22(SO(SO44))33 + Cu + Cu22SS—>CuSO—>CuSO44 + 2FeSO + 2FeSO44 + CuS + CuS

FeFe22(SO(SO44))33 + PbS + 1-1/2O + PbS + 1-1/2O22 + H + H22O—>PbSOO—>PbSO44 + +

2FeSO2FeSO44 + + HH22SOSO44

2Fe2Fe22(SO(SO44))33 + CuFeS + CuFeS22—>CuSO—>CuSO44 + 5FeSO + 5FeSO44 + 2S + 2S

3Fe3Fe2+2+ + NO + NO33-- + 4H + 4H++—>3Fe—>3Fe3+3+ + NO + 2H + NO + 2H22OO

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