Propiedades del macizo Propiedades del macizo rocosorocoso
JKMRC
Factores de roca más importantesFactores de roca más importantes
1. Grado de diaclasamiento y fracturamiento 1. Grado de diaclasamiento y fracturamiento natural e inducido por la tronadura.natural e inducido por la tronadura.
2. Orientación de las diaclasas naturales.2. Orientación de las diaclasas naturales.
3. Propiedades elásticas de la roca.3. Propiedades elásticas de la roca.
4. Densidad de la roca.4. Densidad de la roca.
5. Angulo de fricción.5. Angulo de fricción.
6. Resistencia cohesiva de la superficie de 6. Resistencia cohesiva de la superficie de las fracturas.las fracturas.
Influencia en laInfluencia en la fragmentaciónfragmentación
Distribución del tamaño de bloque in situDistribución del tamaño de bloque in situ
Orientación de las diaclasasOrientación de las diaclasas
Propiedades físicas y mecánicasPropiedades físicas y mecánicas
Índices de tronabilidadÍndices de tronabilidad
Grado de diaclasamientoGrado de diaclasamiento
• Define el bloque más grande como resultado de la Define el bloque más grande como resultado de la tronadura (Distribución de tamaño de bloque in tronadura (Distribución de tamaño de bloque in situ)situ)
• Si FF es alta es fácil obtener una buena Si FF es alta es fácil obtener una buena fragmentaciónfragmentación
Influencia de las Estructuras (Da Gama and Lopez Jimeno 1993)
% fino acumulativo
Distribución de tamaño insitu
Distribución de tamaño
deseado
04/12/2304/12/23 88
Espaciamiento de las diaclasasEspaciamiento de las diaclasas
Diaclasas muy espaciadas Diaclasas muy juntas
04/12/2304/12/23 99
Orientación de las estructurasOrientación de las estructuras
04/12/2304/12/23 1010
Orientación de las estructurasOrientación de las estructuras
04/12/2304/12/23 1111
Orientación de las estructurasOrientación de las estructuras
04/12/2304/12/23 1212
Orientación de las estructurasOrientación de las estructuras
PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS.PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS.
1. Módulo de Young.1. Módulo de Young.2. Índices de resistencia (de compresión y tensión 2. Índices de resistencia (de compresión y tensión estática)estática)3. Densidad de la roca.3. Densidad de la roca.4. Porosidad de la roca.4. Porosidad de la roca.5. Propiedades sísmicas (velocidades de 5. Propiedades sísmicas (velocidades de propagación) propagación) 6. Dureza se usa frecuentemente y probablemente se 6. Dureza se usa frecuentemente y probablemente se define mejor en términos de una combinación de define mejor en términos de una combinación de resistencia a la compresión y la densidad del resistencia a la compresión y la densidad del material.material.
Resistencia a la Carga Puntual
Martillo Schmidt
Cohesión Fricción
Indices de tronabilidadIndices de tronabilidad
AfrouzAfrouz
Indice de tronabilidad de AfrouzIndice de tronabilidad de Afrouz
M es cte. Roca intacta de Hoek & Brown (varía de M es cte. Roca intacta de Hoek & Brown (varía de 7 a 25)7 a 25)RMR calificación del macizo rocoso de BeniawskiRMR calificación del macizo rocoso de Beniawski(20 rocas débiles y 100 para rocas de alta (20 rocas débiles y 100 para rocas de alta resistencia)resistencia)
3.6/)100(214/)100(14/)100( 4
2
RMRRMR
iRMR
i eemem
H
B
S
Bq
5.11
2.504.120.0
donde q es el factor de carga, B es el burden, S es el espaciamiento y H es la altura del banco.
Diseño de Diseño de TronadurasTronaduras
S
B
Burden y Espaciamiento
Definiciones
Altura de banco, Largo del pozo, pasadura, Burden and taco
H
Pasadura
LB
Taco
PARAMETROS DE DISEÑOPARAMETROS DE DISEÑO
ParámetrosParámetros
Diámetro de perforación X
Burden
Espaciamiento
Tipo de Malla
Tamaño de la tronadura X
Inclinación de los pozos X
Pasadura
Factor de energía
Cargas parciales
Taco
Potencia del explosivo
Densidad del explosivo
Altura del banco X
Consideraciones sobre el diseño de tronadurasConsideraciones sobre el diseño de tronaduras
Propiedades físicas de la roca (mineral y estéril)Propiedades físicas de la roca (mineral y estéril)• débil?• competente?• quebradizo?• atenuación?
•Características de los conjuntos de diaclasasCaracterísticas de los conjuntos de diaclasas• masiva?•Fracturas espaciadas?•Alta densidad de fracturas?•Conjuntos principales?
• Parámetros de perforaciónParámetros de perforación• tipo de perforadora• largo de pozo• diámetro de pozo•Alineación
ExplosivosExplosivos
• TipoTipo
• VODVOD
• resistencia al aguaresistencia al agua
• energía del gasenergía del gas
• tiempo de residenciatiempo de residencia
• sensibilidadsensibilidad
Geometría de la tronaduraGeometría de la tronadura
• Volumen de expansión disponibleVolumen de expansión disponible
• Tamaño y formaTamaño y forma
• Malla (burden y espaciamiento)Malla (burden y espaciamiento)
• Carga completa o parcialesCarga completa o parciales
Consideraciones sobre el diseño de tronaduras Consideraciones sobre el diseño de tronaduras (cont.)(cont.)
Consideraciones sobre el diseño de tronaduras Consideraciones sobre el diseño de tronaduras (cont.)(cont.)
Iniciación y primadoIniciación y primado
• Iniciación puntual o lateralIniciación puntual o lateral
• Primado abajo o arribaPrimado abajo o arriba
• Cantidad y tipo de iniciadorCantidad y tipo de iniciador
Secuencia de iniciación y tiempo de retardoSecuencia de iniciación y tiempo de retardo
• Paralelo o en VParalelo o en V
• Períodos cortos o largosPeríodos cortos o largos
Diámetro de los pozosDiámetro de los pozosFactores involucrados en la decisiónFactores involucrados en la decisión
Costo específico de la tronaduraCosto específico de la tronaduraFragmentación y la relación entre el Fragmentación y la relación entre el espaciamiento de los pozos y las fracturasespaciamiento de los pozos y las fracturasControl de la exactitud de la perforación y su Control de la exactitud de la perforación y su efecto en la fragmentación, seguridad e efecto en la fragmentación, seguridad e impacto ambientalimpacto ambientalTamaño de la perforadora y al accesibilidad a Tamaño de la perforadora y al accesibilidad a los sitioslos sitiosAltura del banco y la proporción del pozo Altura del banco y la proporción del pozo requerido para el tacorequerido para el taco
Selección del explosivoSelección del explosivo
Factores que influyen en la selección:Factores que influyen en la selección:
1.1. La presencia de agua (activa o pasiva)La presencia de agua (activa o pasiva)
2.2. El diámetro del pozoEl diámetro del pozo
3.3. Las propiedades in situ de la rocaLas propiedades in situ de la roca
4.4. Los requerimientos de tronadura Los requerimientos de tronadura (fragmentación y/o perfil de la pila)(fragmentación y/o perfil de la pila)
Propiedades explosivos a granel
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
AGUA
BUENASE DEBE
DESAGUAREL POZO
NO TIENERESISTENCIA
AL AGUA
PRODUCTOBOMBEABLE(EMULTEX)
1600
PRODUCTOVACIABLE(BLENDEX)
960 945
Selección del ExplosivoSelección del Explosivo
Emulsiones HANFOS
ANFO DILUIDOANFO
Re
sis
ten
cia
de
la r
oc
a
Densidad de Fracturas
Dimensiones de la malla de Dimensiones de la malla de tronaduratronadura
Altura del bancoAltura del banco
La relación de esbeltez, SLa relación de esbeltez, Srr, para las , para las
mallas de tronaduras, se define como:mallas de tronaduras, se define como:
donde hdonde hbb es la altura del banco (m) y B es el burden (m). es la altura del banco (m) y B es el burden (m).
B
hS br
Sr > 2 es bueno
Sr = 3 es óptimo
Sr < 2 es malo
Profundidad del pozoProfundidad del pozo
donde Lmax es el largo máximo de hoyo que se puede
perforar sin exceder el 10% de probabilidad de traslape en la pata de los pozos.
r = 0,03 para pozos verticales r = 0,04 para pozos inclinados
DiámetrosBurden
rLmax 2
7.3
1
Definición de PasaduraDefinición de PasaduraS
J
J/B = 0 a 0,4
PasaduraPasadura
Es la longitud del pozo por debajo del nivel Es la longitud del pozo por debajo del nivel de piso.de piso.
Mucha pasadura: mayores costos de Mucha pasadura: mayores costos de perforación, mayor nivel de vibraciones, y perforación, mayor nivel de vibraciones, y alta fragmentación en la parte superior del alta fragmentación en la parte superior del banco inferior.banco inferior.
Poca pasadura: Problemas de “patas”, Poca pasadura: Problemas de “patas”, niveles de piso.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
TacoTacoEs 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.
Poco taco: escape prematuro de los gases.Poco taco: escape prematuro de los gases.
Mucho taco: Generación de bloques en la Mucho taco: Generación de bloques en la parte alta del banco, y alto nivel de parte alta del banco, y alto nivel de vibraciones.vibraciones.
En la practica las longitudes de taco En la practica las longitudes de taco aumentan conforme baja la competencia de aumentan conforme baja la competencia de la roca.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 superiorque permite acortar longitud de taco superior
Eyección de tacoEyección de taco
No stemming ejection
With stemming ejection
Burden movement at 20ms
Stemming ejection at 7.5ms
010
5
107
109
30
Tiempo
PresiónPa
10 20
106
108
1010
Stemming Blow OutStemming Blow Out
Retención de la Energía del Explosivo
• Resultado• Costo• Conveniencia
T : taco en metrosd : diámetro de perforacion en metrosK : Cte. Entre 25 a 30
Uso de gravilla en el taco debe ser considerado para esto se recomienda material de gravilla entre 1/10 a 1/ 15 del diametro de perforación. Esto implica K = 20 a 35
dKT *
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
Uso de mallas trabadasUso de mallas trabadas
BS *1547.1
RR SBB **9306.0
Factor de cargaFactor de carga
• Relación peso de explosivo al peso de la roca
• Conveniente, fácil de calcular y se relaciona a costos
S
B
H
Variando el factor de cargaVariando el factor de carga
Espaciamiento
Incrementando el Burden
Concentración de carga
Burden
Al incrementar el burden disminuye la concentración de carga
Factor de carga en 2 DFactor de carga en 2 D
Aumentando el Burden
Aumentando el espaciamiento
Espaciamiento
Concentración de energía 2 D
Burden
Factor de carga en 3 DFactor de carga en 3 D
L1
L2
dl rh
P
l
E
K Ed2
43
h l dp
f
2
r2 2L
L
32
1
2
l
Distribución de energíaDistribución de energía
Total
Parte superior
Parte inferior
Factor de energíaFactor de energía
Factor de energía = factor de cargaFactor de energía = factor de carga
* Potencia relativa en peso* Potencia relativa en peso
La Implementación lo es todo!
La diferencia entre estas tronaduras es la ingeniería!
Diámetro pozo (mm)
Bur
den
(m)
Determinación del burden en función del diámetroDeterminación del burden en función del diámetrode perforación.de perforación.
Roca blanda
Roca media
Roca dura
Método de cálculo de R. Ash Método de cálculo de R. Ash (1963)(1963)
BJ
K
BT
K
BH
K
BS
K
DB
K
J
T
H
S
hb
20 a 40 PºMº = 30
1 a 2
1,5 a 4 PºMº = 2,6
0,5 a 1 PºMº = 0,7
0,2 a 0,4 PºMº = 0,3
Método de cálculo de R. Ash Método de cálculo de R. Ash (1963)(1963)
3
23
13
1
3658*
3,1*
563,2*30
VODd
dKb e
r
Para una densidad roca = 2,6 y Dh = 10-5/8”se tiene:
Para Anfo => Kb = 29 y B = 8,0 m
Para Blendex 930 => Kb = 34 y B = 9,2 m
Para Emultex N => Kb = 39 y B = 10,5 m
Dh en pulgadas y B en m.
0254,0** hDKbB
Método de LangeforsMétodo de Langefors
Langefors
f = 1 para pozos verticalesf = 0,9 para pozos incl. 3:1f = 0,85 para pozos incl. 2:1c = 0,3 para rocas blandasc = 0,4 para rocas duras e' = error empatec = 0,5 para rocas muy duras db = desviación perf (m/m)
BSfc
PRPB e
/**75,0
**
33
44,25*max
LdeBB b *'max
Konya (actualizado)Konya (actualizado)
0,950,95Roca masiva, intactaRoca masiva, intacta
1,11,1Densamente diaclasadaDensamente diaclasada
1,31,3Muy fracturada, mal cementadaMuy fracturada, mal cementada
KsKsEstructura de la rocaEstructura de la roca
11OtroOtro
0,950,95Manteo con mucha inclinacion dentro cara bancoManteo con mucha inclinacion dentro cara banco
1,181,18Manteo con mucha inclinación fuera cara bancoManteo con mucha inclinación fuera cara banco
KdOrientación diaclasasOrientación diaclasas
3*
0,94* * * * ed s h
r
PRPB K K D
7,8P°M°
7,7P°M°
9,9L. JIMENO
7,4 BOND
8,2KONYA
7,2LANGEFOR
7,9ASH
5,5PEARSE
7,5FRAENKEL
7,4ANDERSEN
BURDEN RESULTANTE ( m)AUTOR