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8/10/2019 CALCULOS DIAGRAMAS.ppt

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TRONADURA


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A. Voladu ra en bancos. Aspectos generales

a. Definicin

Los bancos son excavaciones similares a escalones

en el terreno. Su caracterstica principal es la de tener,

como mnimo, dos caras libres, la superior y la frontal.

b. Tipos

Segn su envergadura se consideran dos tipos:

1. Voladuras con taladros de pequeo dimetro,de 65 a 165 mm.

2. Voladuras con taladro de gran dimetro, de 180

a 450 mm.


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B. Elemen tos para el d iseo de vo ladu ras en

bancos

Tambin denominados parmetros de la voladura, sondatos empleados en el clculo y diseo de disparos.

Unos son invariables, como los correspondientes a las

caractersticas fsicas de la roca: densidad, dureza,

grado de fisuramiento, coeficientes de resistencia a

deformacin y rotura, etc; y otros son variables, es

decir: que podemos modificarlos a voluntad, de

acuerdo a las necesidades reales del trabajo y

condiciones del terreno.


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Estos parmetros controlables se pueden agrupar en:

a. Geomtricos: altura, ancho y largo del banco, talud,

cara libre.

b. De perforacin: dimetro y longitud del taladro,malla.

c. De carga: densidad, columna explosiva, longitud

de taco, caractersticas fsico-qumicas del explosivo.

d. De tiempo: tiempos de retardo entre taladros,

secuencia de salidas de los disparos.


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Dimens in de la vo ladura

Comprende al rea superficial delimitada por el largo

del frente y el ancho o profundidad de avance

proyectados (m2) por la altura de banco o de corte (H),

en m3.

L x A x H = volumen total

donde:

L : largo, en m.

A : ancho, en m.H : altura, en m.


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Si desean expresarse en toneladas de material in situ

se multiplica por la densidad promedio de la roca o

material que pretende volarse.

L x A x H x r x 1 000 = masa total

donde:

r : densidad de la roca, en kg/m3.


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Parmetros dimensionales

1. Dimetro de taladro ()

La seleccin del dimetro de taladro es crtica

considerando que afecta a las especificaciones de los

equipos de perforacin, carga y acarreo, tambin alburden, espaciamiento distribucin de la carga

explosiva, granulometra de la fragmentacin, tiempo

a emplear en la perforacin y en general a la eficiencia

y economa de toda la operacin.


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Para determinar el dimetro ptimo en la prctica, se

consideran tres aspectos:

1. La disponibilidad y aplicabilidad del equipo de

perforacin en el trabajo proyectado.

2. La altura de banco proyectada y la amplitud o

envergadura de las voladuras a realizar.3. La distancia lmite de avance proyectada para el

banco.


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Con dimetro pequeo los costos de perforacin y de

preparacin del disparo normalmente son altos, pero

se obtiene mejor distribucin y consumo especfico del

explosivo, permitiendo tambin efectuar voladuras

selectivas.

El incremento de dimetro aumenta y mantieneestable la velocidad de detonacin de la carga

explosiva, incrementa el rendimiento de la perforacin

y el de los equipos de acarreo, disminuyendo el costo

global de la voladura. Adems facilita el empleo de

camiones cargadores de explosivos. Si la roca a volarpresenta sistemas de fracturas muy espaciadas o que

conforman bloques naturales, la fragmentacin a

obtener puede ser demasiado gruesa o irregular.


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En bancos de canteras y en obras civiles de superficie

los dimetros habituales varan entre 50 y 125 mm (2

a 5) mientras que en la minera por tajos abiertosvaran entre 150 a 310 mm (6 a 12) y llegan hasta

451 mm (15).

El mximo dimetro a adoptar depende de laprofundidad del taladro y, recprocamente, la mnima

profundidad a la que puede ser perforado un taladro

depende del dimetro, lo que usualmente se expresa

con la igualdad:L = 2

donde:

L : la mnima longitud del taladro, en pies.

: es el dimetro del taladro, en pulgadas


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Ejemplo

Si = 3,tendremos que L = 2 x 3 = 6 pies.

En forma prctica se puede determinar considerando

que el dimetro adecuado expresado en pulgadas,

ser igual a la altura de banco en metros, dividida

entre cuatro: = H/4

Ejemplo

Para un banco de 5 m de altura: 5/4 = 1,25 = 32

mm, o tambin = 1 .


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Longi tud o p rofundidad de taladro (L)

La longitud de taladro tiene marcada influencia en el

diseo total de la voladura y es factor determinante en

el dimetro, burden y espaciado.Es la suma de altura de banco ms la

sobreperforacin necesaria por debajo del nivel o

razante del piso para garantizar su buena rotura y

evitar que queden lomos o resaltos (toes), que afectanal trabajo del equipo de limpieza y deben ser

eliminados por rotura secundaria.

Esta sobreperforacin debe ser por lo menos de 0,3

veces el valor del burden.L = H + 0,3 B

donde:

H : altura del banco.

B : burden.


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La sobreperforacin (SP)

Tal como se indic anteriormente es importante en los

taladros verticales para mantener la razante del piso.

Si resulta corta normalmente reproducirn lomos, perosi es excesiva se producira sobre excavacin con

incremento de vibraciones y de los costos de

perforacin.

En la prctica, teniendo en cuenta la resistencia de laroca y el dimetro de taladro, se estima los siguientes

rangos:

Tipo de Roca Sobreperforacin

Blanda a media De 10 a 11

Dura a muy dura 12

Tambin es usual la relacin: SP = 0,3 B.


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Long itud de taco (T)

Normalmente el taladro no se llena en su partesuperior o collar, la que se rellena con material inerte

que tiene la funcin de retener a los gases generados

durante la detonacin, slo durante fracciones de

segundo, suficientes para evitar que estos gasesfuguen como un soplo por la boca del taladro y ms

bien trabajen en la fragmentacin y desplazamiento de

la roca en toda la longitud de la columna de carga

explosiva.

T = L + SP

3

T = 0,7 x B


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Si no hay taco los gases se escaparn a la atmsfera

arrastrando un alto porcentaje de energa, que debera

actuar contra la roca.

Si el taco es insuficiente, adems de la fuga parcial de

gases se producir proyeccin de fragmentos,

craterizacin y fuerte ruido por onda area.

Si el taco es excesivo, la energa se concentrar en

fragmentos al fondo del taladro, dejando gran cantidad

de bloques o bolones en la parte superior,

especialmente si el fisuramiento natural de la roca esmuy espaciado, resultando una fragmentacin

irregular y poco esponjada y adicionalmente segenerar fuerte vibracin.


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Si se tiene en cuenta al burden y resistencia de la

roca, el taco variar entre:

T = 0,7xB

para material muy competente, como granitohomogneo, o en un radio de taco o burden que

puede aproximarse a 1, es decir:

T = B

para material incompetente con fisuras y fracturas

abiertas.


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En la prctica tambin se relaciona el dimetro con la

resistencia a compresin, con valores para roca

blanda a intermedia de:

T = 33 a 35 ,

y para roca dura a muy dura de:

T = 30 a 32

en canteras.

En bancos con mayor dimetro variar entre: 40

para roca blanda a 25 para roca muy dura.


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Para estimar el taco en taladros perforados en taludes

inclinados se mantendr la relacin 2:1, considerando

al burden como la distancia desde el tope de la

columna explosiva hasta la cara libre ms cercana, loque se representa con un tringulo rectngulo en el

que la base es el burden y el cateto menor es la

longitud del taco

(ejemplo: para 1,50 m de burden el taco ser de 1,0m).

En algunas voladuras se mantiene igual longitud de

taco para todos los taladros, mientras que otras sedisean con mayor longitud en la primera y ltima filas,

para bajar la altura y fuerza de la columna explosiva

con lo que se limita la proyeccin frontal y la roturahacia atrs.


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A ltura de banco (H)

Distancia vertical desde la superficie horizontal

superior (cresta) a la inferior (piso).

La altura es funcin del equipo de excavacin y carga,

del dimetro de perforacin, de la resistencia de la

roca, de la estructura geolgica, estabilidad del talud,de la mineralizacin y de aspectos de seguridad.


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Normalmente los cargadores frontales a ruedas se

emplean en bancos de 5 a 10 m de altura, con

taladros de 65 a 100 mm (2 a 5) de dimetro,

mientras que las excavadoras y grandes palas aoruga, en bancos de 10 a 15 m y ms, con taladros de

100 mm (4a 12)o de dimetro, pudindose estimar

la altura de banco con la siguiente frmula:

H = 10 + 0,57 (C 6)

donde:

C : es la capacidad del balde (cucharn) de laexcavadora en m3.


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Por otro lado, se debe tener en cuenta que si la altura

de banco es igual al burden (1:1) la fragmentacin

resultar gruesa, con sobreexcavacin y lomos al piso,

porque la cara libre no se podr flexionar. Si la alturaes el doble del burden (2:1) la fragmentacin mejora y

los lomos disminuyen. Si la altura de banco es tres o

ms veces mayor (3:1) la relacin H/B permitir la

flexin, logrndose fragmentacin menuda yeliminacin de los otros efectos.


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Otra relacin prctica indica que la altura de banco

debe ser mayor que el dimetro de la carga explosiva,

es decir:

H > (/15)

En donde: H en m y en mm.

Ejemplo: Cul es la altura mnima para un dimetro

de 100 mm (4).Rpta: La altura mnima es de 6,6 m, lo que indica quela altura prctica debe ser mayor a esa cifra.


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Por otro lado el dimetro mximo de taladro sugerido

(en mm) para una altura de banco conocida, debera

ser igual a la altura, en metros, multiplicada por 15.

max = 15 H

En donde: en mm y H en m.

As, con un banco de 8 m el dimetro mximo debera

ser de 8 x 15 = 120 mm.

B d (B)


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Burden (B)

Tambin denominada piedra, bordo o lnea de menor

resistencia a la cara libre. Es la distancia desde el pieo eje del taladro a la cara libre perpendicular ms

cercana. Tambin, es la distancia entre filas de

taladros en una voladura.

Se considera el parmetro ms determinante de la

voladura. Depende bsicamente del dimetro de

perforacin, de las propiedades de la roca, altura de

banco y las especificaciones del explosivo a emplear.

Se determina en razn del grado de fragmentacin y al

desplazamiento del material volado que se quiere

conseguir.


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Si el burden es excesivo, la explosin del taladro

encontrar mucha resistencia para romper

adecuadamente al cuerpo de la roca, los gases

generados tendern a soplarse y a craterizar la bocadel taladro. Por el contrario, si es reducido, habr

exceso de energa, la misma que se traducir en

fuerte proyeccin de fragmentos de roca y vibraciones.

En la prctica, el burden se considera igual al dimetro

del taladro en pulgadas, pero expresado en metros.

As, para un dimetro de 3el burden aproximado

ser de 3 m, conocindose como burden prctico a larelacin emprica:

(en pulg.) = B (en m).

Se aplican las siguientes relaciones prcticas segn


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Se aplican las siguientes relaciones prcticas,segn

Languefors:

B = 0,046 x (mm)

Tomando en cuenta la resistencia a compresin de las

rocas en taladros de mediano dimetro, el burden

variar entre 35 y 40 veces el dimetro para rocablanda y entre 33 a 35 veces el dimetro para rocadura a muy dura.


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Tomando en cuenta el tipo de explosivo en taladros de

mediano a gran dimetro, la relacin ser:

Con d inamita:En roca blanda : B = 40

En roca muy dura : B = 38

Con emu lsiones e hidrogel :

En roca blanda : B = 38


Con ANFO

En roca blanda : B = 28



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As por ejemplo, para roca dura a volar con ANFO entaladros de 3de dimetro tenemos:

B = 40 x 3 = 120 x 2,54 = 3,05 (igual a 3 m).

Usualmente se considera:

B = 40


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Otra definicin dice que el burden, en metros,

normalmente es igual al dimetro de la carga

explosiva en milmetros multiplicado por un rango de

20 a 40, segn la roca.

As por ejemplo: el burden para una carga de 165 mm

de dimetro ser:

165 x 20 = 3,3 m y 165 x 40 = 6,6 m.


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Por otro lado, se consideran dimensiones tpicas en

minera y canteras a las siguientes relaciones:

Para roca con densidad promedio menor de 3,3

g/cm3,( es el dimetro de carga).

B = 32

Para roca con densidad promedio mayor de 3,3 g/cm3,

( es el dimetro de carga).

B = 26


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Con criterios ms tcnicos se han propuesto varias

frmulas para el clculo del burden, que involucran

parmetros de la perforacin y de la roca, pero todas

al final sealan valores entre 25 a 40 , dependientesprincipalmente de la calidad y resistencia de la roca.

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