TRONADURA CONTROLADA EN MINAS A CIELO ABIERTO

Ronald Guzmán V.

INTRODUCCION

Es de la mayor importancia entender cual debe ser el verdadero y amplio sentido que debe tener la Tronadura Controlada en la planificación de las actividades en una mina. O bien, en última instancia aprender de otras experiencias como por ejemplo las minas de Chuquicamata y Mantos Blancos, en las cuales la aplicación de un plan de tronadura controlada con visión de futuro les ha permitido ver ya ahora, un horizonte mucho más rentable y promisorio

¿ PORQUÉ SE REALIZA LA TRONADURA CONTROLADA?

Con el incremento de la altura de bancos, diámetros de perforación más grandes y mayor potencia de los explosivos (disminución de costos), ha implicado un incremento de la concentración de energía de las tronaduras.

Si esta energía explosiva no es controlada, necesitarádefinitivamente una disminución del ángulo de talud, con consecuencias económicas mayores (aumento razón de remoción) y de seguridad (roca suelta en la cara del banco, planeación de bermas menos segura o no existiría)

La mejor manera para que esta fuerza no dañe la paredes es controlar la energía explosiva (Tronadura controlada).

“En toda mina debe existir un punto de equilibrio entre el costo de la TC y el costo de conservar la estabilidad de las

paredes del rajo”

Actualmente en Chile se utilizan 4 técnicas de TC.

• Tronadura de precorte

• Tronadura de recorte

• Tronadura amortiguada

• Perforación en línea

TRONADURA DE PRECORTEEl precorte implica una serie de tiros en una sola fila de excavación

con el objeto de generar una discontinuidad o plano de fractura.Los tiros son generalmente del mismo diámetro y sin pasadura

Teoría del precorte La teoría del precorte consiste en que cuando dos cargas se disparan simultáneamente en tiros adyacentes, la colisión de las ondas de choque procedentes de los tiros, coloca la pared intermedia en tensión y origina grietas que forman el corte entre los tiros

Variables que influyen en el precorte

• Propiedades geomecánicas de la roca: Considerando que el principio del precorte es generar una tensión entre los pozos de precorte, el esfuerzo inducido por el precorte debería estar entre el esfuerzo a la compresión de la roca y el esfuerzo a la tracción de la roca.

• Propiedades estructurales de la roca: La naturaleza y la orientación de las discontinuidades del macizo rocoso son fundamentales en el diseño y resultado de la tronadura de precorte.

√ La ff a lo largo de la línea de precorte√ El ángulo entre la línea de precorte y las estructuras√ El relleno de las estructuras

• Diámetro de perforación: Es ampliamente conocido que los mejores resultados de TC son obtenidos con diámetros pequeños....¿Porqué?

• Presión de hoyo: Es la presión ejercida sobre las paredes del pozo.

Pb = 1.69 x 10-3 x ρExpl. x VOD2

Donde :Pb = Presión de Hoyo (psi)

ρExpl. = Gravedad específica del explosivoVOD = Velocidad de detonación del explosivo (pies/seg)

Examinando la ecuación anterior, se puede concluir que las presiones ejercidas para un explosivo acoplado serían del orden de los 850 MPa (¿Conoce alguna roca con esta resistencia a la tracción o a la compresión?)

Por lo tanto, existe la necesidad de utilizar explosi vos para TCdesacoplarlos

La fórmula propuesta por Chiappetta para el cálculo de la presión de hoyo en explosivos desacoplados es :

Pb = 1.69 x 10-3 x ρExpl. x VOD2 ( φExpl. / φPerf.) 2.4

Si la columna explosiva esta desacoplada y además es discontinua (con el objeto de bajar aún más la presión de hoyo), la fórmula anterior cambia a :

Pb = 1.69 x 10-3 x ρExpl. x VOD2 [ c0.5 x (φExpl. / φPerf.) ] 2.4

• Espaciamiento entre pozos: La reducción de carga requerida para disminuir la presión en el barreno y por ende reducir el daño, requiere una disminución en el espaciamiento.

S = φ * ( Pb + σT)/ σT (Chiappetta 1994)

• Densidad de carga: El término gr/ton o MJoule/m3 no es aplicable para el precorte, puesto que la finalidad del precorteno es fragmentar un volumen de roca, sino que generar un plano de fractura, por lo que la densidad de carga para un precorte se define en kg/m2

• 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 tronadurade producción, esto con el objeto de que la tronadura de producción no dañe el amarre de la tronadura de precorte por posibles proyecciones por la acción de los gases.

Importante: Retardación entre tiros de precorte (17 ms c/ 10 pozos)

• Exactitud de la perforación: Importancia del paralelismo de los pozos de precorte.

• Inclinación del precorte: Los máximos beneficios en términos de mejorar la estabilidad de los taludes, se obtiene cuando el precorte se perfora inclinadamente, estas inclinaciones fluctúan en el rango de 15º a 30º

• Retacado: Con esta variable existen discrepancias entre diversos especialistas en tronadura, ya que mientras unos disminuyen el retacado conforme aumenta la resistencia de la roca, otros proceden de modo contrario.

Métodos de Tronadura con Precorte

Cordón Detonante

Cargas de explosivo

Carga de Fondo

Taco

Cargas Equiespaciadasy desacopladas

Cargas Desacopladas Carga de fondo y taco de aire

Análisis de tronaduras de precortePropiedades de la roca

Análisis de dañoPrecorte con taco de aire

3.9 m

2.7 m

Análisis de dañoPrecorte con Enaline

1.4 m

¼ PPV Crítico

Análisis de dañoPrecorte con Tronex

¼ PPV Crítico

2.9 m

1 m

Análisis de energíaPrecorte con taco de aire

Análisis de energíaPrecorte con Enaline

Análisis de energíaPrecorte con Tronex

Tronadura Controlada en BancosDisposición general

Tronadura AmortiguadaConsideraciones Generales

1. Diámetro: mantenerlo o bajarlo??

2. Factor de Carga: Mantenerlo o bajarlo??

3. Precorte: En la concreta….cuando se usa????

Tronadura AmortiguadaDiámetro de perforación

Claramente se obtienen mejores resultados en términos de “controlar la energía explosiva” con menores diámetros de perforación

Consideraciones:

• No olvidarse del diámetro crítico

• Disponibilidad de máquinas

• Fragmentar sin dañar

Tronadura AmortiguadaFactor de Carga

Aquí la observación Fragmentar sin Dañar es relevante

SE DEBE MANTENER EL FACTOR DE CARGA, ASI TAMBIEN EL BURDEN

QUÉ CAMBIA?

ESPACIAMIENTO (VER CÁLCULO)

Tronadura AmortiguadaPRECORTE

En general sabemos que el precorte es una técnica

• Eficiente para controlar energía

• Costosa

• Condicionada (explosivo, terreno)

Vale la pena ver la siguiente figura!!

¿¿¿¿Hacer precorte????

¿¿¿¿Hacer precorte????