clase nº1 perforación

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