buffer blasting

8/11/2019 Buffer Blasting

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VOLADURA CONTROLADA

INTRODUCCION

En el presente trabajo hablaremos y discutiremos sobre el mtodo de voladura

controlada conocido como Trim Blasting, por lo cual antes de comenzar a desarrollar

el presente trabajo difenciaremos los diferentes tipos de voladura que son voladura

de produccin, voladura de Buffer y voladura TRIM. Los Taladros de Produccin La

perforacin es la primera operacin minera que se efecta en la preparacin de una

voladura, sin una perforacin adecuada y ordenada la voladura sera deficiente, lo

que conllevara a una baja eficiencia en el carguo del material impactando

directamente en la produccin de la mina. las lneas de taladros buffer tienen menor

burden, espaciamiento y concentracin de carga explosiva que los taladros de

produccin, de manera que durante el proceso de detonacin amortiguan la accin

de la onda de comprensin provenientes de los taladros de produccin .Los Taladros

Trim consiste en perforar una fila de taladros ubicados cercanamente unos de otros

los cuales deben ser cargados con mezclas explosivas comerciales desacopladas,

en el carguo de explosivos se realiza de forma controlada y en menor proporcin

que en la voladura de produccin a fin de mejorar la estabilidad de las paredes del

banco.

OBJETIVOS

Conocer los parmetros utilizados en el mtodo de Trim Blasting.

Analizar y comprender el metodo de instalacin de Trim Blasting.

Conocer las aplicaciones del Trim Blasting.

Ver las ventajas y desventajas de utilizar el mtodo de Trim Blasting.

Aplicar el mtodo de Trim Blasting en minera subterrnea y Superficial.

MARCO TEORICO

VOLADURA CONTROLADA

DEFINICION

Es un mtodo especial que permite obtener superficies de corte lisas y biendefinidas, al mismo tiempo que evita el agrietamiento excesivo de la roca remanente,


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con lo que contribuye a mejorar su estabilidad, aspecto muy importante en trabajossubterrneos de orden permanente, para prevencin de desplome de techos y otrosriesgos, y en superficie para la estabilidad de taludes en cortes de laderas.

Consiste en el empleo de cargas explosivas lineares de baja energa colocadas en

taladros muy cercanos entre s, que se disparan en forma simultnea para creary controlar la formacin de una grieta o plano de rotura continuo, que lmite lasuperficie final de un corte o excavacin.

En trminos generales, si el disparo para este corte es anterior a la voladuraprincipal, se le denomina precorte o presplitting, y si es posterior se le conoce

como Recorte, voladura de contorno o voladura suave (Smooth blasting); en el casode tneles tambin suele denominarse voladura perifrica. Se emplea a menudopara el acabado superficial de tneles de obras hidrulicas o viales, para reducir elconsumo de concreto cuando stos tienen que ser cementados, y en cmarassubterrneas para mejorar el autosostenimiento de techos y paredes.

Tambin se aplica para excavaciones precisas para cimentacin de maquinaria,para piques y chimeneas, para lmite final de bancos en minera a tajo abierto y paraextraer grandes y bien formados bloques de piedra ornamental en canteras demrmol, caliza marmrea y granito, entre otros.

OBJETIVOS

El propsito general del precorte es reducir el dao fuera del permetro de lavoladura en la roca remanente que debera permanecer estable por un largoperiodo.

De lo anterior se desprenden los siguientes objetivos:

Evitar la sobrerotura (overbreak). Obtener superficies de corte lisas.

Lograr una mejor estabilidad.

Disminuir la dilucin del mineral. Evitar agrietamientos.

TCNICAS DE VOLADURA CONTROLADA

Algunas tcnicas de voladura controlada se utilizan con el propsito de obtenerlmites finales de apariencia atractiva y sin tener en cuenta la estabilidad del macizorocoso remanente. Otras de estas tcnicas de voladura controlada son utilizadaspara obtener limites finales estables y esto se consigue mediante la formacin de un

plano de falla antes de comenzar los disparos de produccin.


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Las tcnicas ms comnmente usadas en la minera son:

Perforacin en Lnea (LINE DRILLING)

Pre-Corte (PRE-SPLITTING, PRESHEARING, PRE-SLOTTING OR STRESSRELIEVING)

Pre- Corte con espaciamiento de aire (AIR DECK PRE-SPLITING) Voladura de Re-Corte

Voladura Lisa (SMOOTH BLASTING)

Voladura Suave (CUSHION BLASTING)

Voladura Amortiguada (BUFFER BLASTING)

TRIM BLASTING

Tiene como objetivo cortar el material excedente en la pared del banco, hasta lalnea final de excavacin, mejorando as su estabilidad.

Los taladros se cargan con explosivos desacoplados.

La relacin de acoplamiento no debe exceder a 0.45

Componentes Principales.

La fila de TRIM

La fila de amortiguacinUna o mas filas de produccin.

DISEO

El diseo de voladura de rocas se dividir en dos partes:

Diseo de voladura para operaciones mineras subterrneas.

Diseo de voladura para operaciones mineras superficiales.

En el proceso de disear el disparo debemos tener en cuenta que no existenfrmulas o ecuacin matemtica que nos indique la formula exacta para conseguirun disparo ptimo.

En el diseo intervienen parmetros, variables complejas y estocsticas, en este esnecesario formular un modelo matemtico que represente o simule un disparo

primario y donde intervengan la mayor cantidad de parmetros y variablesestocsticas. Aplicando tcnicas de I.O y el uso de una computadora, hacer un


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anlisis de sensibilidad hasta obtener resultados reales, representativos y aplicablesa la operacin minera en estudio.

VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL DISEO

Existen dos tipos de variables que son tomadas en cuenta en el diseo y son:

Variables No Controlables.

Variables Controlables.

VARIABLES CONTROLABLES:

Geomtricas:

Burden (B) Dimetro de taladro (BHF) Espaciamiento (S)

Longitud de carga (BHL)

Sobre perforacin (S/D) Taco (ST)

Altura de banco (BH)

Profundidad de taladro (BHD), etc

Fisicoqumicas:

Tipo de mezcla explosiva Densidad de la mezcla explosiva

Parmetros de ( 1) explosivo:

Detonacin: VOD, P2, T2, etc. Explosion: Q3, P3, T3, etc.

Boostering,

De tiempo:

Tipos y tiempos de retardo

Tipos y secuencia de salida, etc., etc.

Operativas:

Fragmentacin requerida


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VARIABLES NO CONTROLABLES:

Aleatorias:

Variedad y naturaleza del macizo rocoso. Geologa regional, local, estructural

Hidrogeologa y condiciones climatolgicas

Aspectos geotcnicos

Caractersticas geomecnicas,

RQD, Q y RMRS

Caractersticas geomecnicas etc.

El diseo de las dimensiones del burden y es espaciamiento estn en funcin de lascaractersticas geomecnicas del macizo rocoso, parmetros de la mezcla explosiva,dimetro del taladro, altura de banco, tamao de fragmentacin requerido, etc.

PROPIEDADES GEOMECANICAS QUE DEBEN TOMARSE EN CUENTA EN ELDISEO

Resistencias dinmicas de la roca.

Propiedades elsticas de las rocas (E, , , etc.) Litologa. Diaclasamientos y contactos. Espaciamiento y orientacin de las discontinuidades. Tipo de discontinuidades. Velocidad de propagacin de las ondas de choque a travs del macizo

rocoso. Sc, St, Sp, etc.


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CALCULOS DE VOLADURA CONVENCIONAL

a. Dimensin de la voladura

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), enm3.

(L x A x H) = volumen total

Dnde:

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

b. Parmetros dimensionales

1. Dimetro de taladro ()

L = (2 x )

Donde:

L : la mnima longitud del taladro, en pies. : es el dimetro del taladro, en pulgadas.

En forma prctica se puede determinar considerando que el dimetro adecuadoexpresado en pulgadas ser igual a la altura de banco en metros, dividida entrecuatro:

= (H/4)

2. Longitud o profundidad de taladro (L)

L = (0,3 x B)

Donde:

L : longitud de taladro

B : burden.


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Para taladros inclinados:

L = (H/ Cos ()) + [1 ((/100) x SP)]

Donde:

L : longitud del taladro.

H : altura de banco.

: ngulo con respecto a la vertical, en grados.

SP : sobreperforacin.

3. La sobreperforacin (SP)

SP = 0,3 x B

DISEO PARA VOLADURA CONTOLADA APLICANDO TRIMBLASTING

Trim blating es una tcnica de voladura controlada que es usada para limpiar lapared final despus de que la voladura de produccin tome lugar. Trim blastingpuede ser efectuada luego de un plazo posterior de la voladura controlada vinculadocon la sincronizacin de la explosin de produccin adyacente de modo que laexplosin del trim siga al ultimo taladro de produccin o en un momento mas tardio.

El propsito del trim blasting es doble :

Para crear una esttica y segura pared final

para mejorar la estabilidad de la pared final mediante la eliminacin del

overbreak de la voladura de produccin

Debido a que la fila del trim se dispara despus de la fila final de la voladura deproduccin en la voladura controlada trim blasting los costos se deben a un mayortiempo en la carga de los taladros y por la cantidad de material explosivo yaccesorios adicionales pero los costos a corto plazo son compensados por ladisminucin de los costos futuros en voladura secundaria y como resultado deoverbreak de la pared final para una sola fila del trim blasting detonado despus dela voladura de produccin se pueden utilizar las siguientes ecuaciones de diseo


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Savely (1986) y Floyd (1998) discutieron las tcnicas para el trim blasting con elporposito de mejorar la pared del pit. El diseo general presentado por Floyd ySavely ambos incorporan la fila del trim como la ultima fila de la voladura deproduccin. En esta tcnica los taladros de produccin, los taladros del buffer y lostaladros del trim son del mismo dimetro. sin embargo los taladros del buffer y losdel trim son perforados con poco o nada de subdrilling para evitar el dao del bancoinferior .

La carga del explosivo se reduce de la fila de produccin a la fila del buffer y de lafila del buffer a la fila del trim. Adems el burden y espaciamiento del trim debe serreducido para compensar la reduccin de la carga explosiva.

Ejemplo prctico: PRE-CORTE EN CERRO VERDE

EMPRESA: SOCIEDAD MINERA CERRO VERDE S.A.A


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La voladura cerca al permetro del Tajo, da origen a problemas de estabilidad en lasparedes finales. Con la finalidad de mejorar la estabilidad de los taludes y laintegridad de las paredes finales, es que se utiliza la tcnica de precorte paraminimizar los daos que pueden ocurrir detrs de la zona de voladura deproduccin.

En el Tajo Cerro Verde se logr realizar la tcnica de precorte en banco doble desdeel nivel 2513 al nivel 2483, perforando con un ngulo de 68 grados.

Los resultados luego de la aplicacin de esta tcnica fueron satisfactorioslogrndose obtener una pared estable con un corte longitudinal a lo largo de la filade taladros de precorte.

Al medir la vibracin sin aplicar la tcnica de precorte, a una distancia de 15.65 mdel trim con un gefono enterrado a 8 m se obtuvo una PPV del orden de 353.7

mm/s.

Al medir la vibracin aplicando la tcnica de precorte, a una distancia de 15.78 deltrim con un gefono enterrado a 8 metros se obtuvo una PPV de 159.2 mm/s, lo quenos indica que el precorte logr filtrar el efecto de la vibracin del disparo en unorden del 54 %.

Concluimos que si bien el precorte es costoso; operacionalmente por seguridad yeconoma es muy beneficioso ya que se logra recuperar ms mineral y se deja demover desmonte al tener taludes ms estables.

OBJETIVOS

Generar una superficie de discontinuidad en el terreno, que sirva:

Como un filtro de vibraciones. Como medio de evacuacin de gases.

Como superficie de reflexin de ondas.

Aumentar la estabilidad mecnica del macizo rocoso.

Menor o nula sobre perforacin.

Tiene alta incidencia y beneficios en explotaciones con problemas de

estabilidad de taludes. Disminucin de los costos finales de explotacin. No existe una clara

conciencia al respecto y la mayora de veces se entiende como una opcincostosa siendo para muchos un lujo mostrar taludes estticos. El ahorrofinalmente se visualiza analizando la operacin global.

Estado de taludes iniciales en el Tajo Cerro Verde.


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Diseodeldisparo

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PRODUCCION.


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Foto del disparo


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Procedimientos de voladura en Tajo Abierto

Para la realizacin de la voladura, primero se debe realizar unaperforacin, en

minera superficial se utiliza perforadora, puede ser elctrico, neumtico o hidrulico,laherramienta que se utiliza se denominabarreno (hay de muchos tipos, utilizanmetales especiales para evitar el desgaste prematuro), una vez logrado el taladro seintroduce el explosivo a utilizar en las cantidades que requiera la accin, el explosivodebe contar con un iniciador (se denominandetonadores o fulminantes), puedenserelctricos o no, lo que se denomina mecha ocordn detonante,todo ello se tapamediante untapn dearena o gravilla denominado taco, que se introduce en elagujero de la perforacin y se le aplicapresin mediante una herramienta especialpara sellar perfectamente el orificio (sin este procedimiento la explosin no tendra

efecto sobre la roca ya que saldra disparada por el tubo perforado, como si fuera elcan de unarma).

Para una mejor manera de enfocar los procedimientos de voladura, vamos adesglosar en:

Procedimientos en Taladros de Produccin

Procedimientos en Taladros Buffer

Procedimientos en Taladros Trim
http://es.wikipedia.org/wiki/Perforaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Barrenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Detonadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cord%C3%B3n_detonante&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Tap%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%B1%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Armahttp://es.wikipedia.org/wiki/Armahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%B1%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tap%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cord%C3%B3n_detonante&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Detonadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Barrenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Perforaci%C3%B3n


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Procedimientos en Taladros de Produccin

La perforacin es la primera operacin minera que se efecta en la preparacin deuna voladura, sin una perforacin adecuada y ordenada la voladura sera deficiente,lo que conllevara a una baja eficiencia en el carguo del material impactando

directamente en la produccin de la mina.

En el caso de grandes minas a Tajo Abierto se lleva a cabo una perforacin del tiporotativo con trconos, esta es efectuada por grandes equipos de perforacin capacesde ejercer elevados empujes sobre la broca es decir la perforacin es realizadamediante el mtodo de rotacin trituracin en donde la energa transmitida hasta labroca a travs de barras de acero, las que puestas en rotacin fuerzan a la brocacontra la roca siendo los botones de carburo de tungsteno prensados contra la roca

para finalmente obtener una trituracin similar a la de la percusin.

De manera general es importante efectuar esta operacin con la mayor exactitud delcaso, en lo que respecta a profundidad, exactitud en las coordenadas, paralelismo yperpendicularidad puesto que todo esto repercutir en la obtencin de unafragmentacin requerida y control en las paredes finales del tajo.

Con la voladura se desea lograr una alta eficiencia en el ciclo del conjunto (carguo,transporte y tratamiento metalrgico), con el fin de no daar las estructuras ymantener estndares de seguridad adecuados de esta manera mantener los costosal mnimo posible.

Procedimiento en Taladros Buffer

Las lneas buffer tienen menor burden, espaciamiento y concentracin de cargaexplosiva que los taladros de produccin, de manera que durante el proceso dedetonacin amortiguan la accin de la onda de comprensin provenientes de los

taladros de produccin, para lograr esta accin, es importante que los taladros queconforman la hilera, tengan entre 60% y 70% de la presin de detonacin de lostaladros de produccin; como la presin de detonacin es una relacin directa dondeintervienen la densidad y velocidad de detonacin es una relacin directa dondeintervienen la densidad y velocidad de detonacin del explosivo, este decaimiento seobtiene empleando explosivos con menor densidad y velocidad de detonacin.

Procedimientos en Taladros Trim

Consiste en perforar una fila de taladros ubicados cercanamente unos de otros los

cuales deben ser cargados con mezclas explosivas comerciales desacopladas, en el


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carguo de explosivos se realiza de forma controlada y en menor proporcin que enla voladura de produccin a fin de mejorar la estabilidad de las paredes del banco.

La voladura de recorte se dispara despus de la voladura primaria de produccin,para tener la pared lisa definitivamente


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Trim hole row trimming the fractured and influenced rock

Recommended charge loads and blast geometries for trimblasting


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Caso Prctico de Procedimiento de Carga en Mina Pierina

DISEO DE MALLA EN ZONA DE

DESMONTE DUREZA 0 Y I

ESQUEMA DE CARGA DE

TALADRO

DISEO DE MALLA EN ZONA DEDESMONTE DUREZA II Y III

ESQUEMA DE CARGA DETALADROS

Carga del trim y

buffer en dureza 0

y I no se carga

segn

procedimiento en

taladro de


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DISEO DE MALLA EN ZONA DEDESMONTE DUREZA IV Y V

ESQUEMA DE CARGA DETALADROS

Vista de Perfil


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Caso Prctico - Yanacocha

Durante los meses de diciembre y enero, se realizaron pruebas de Precortecon la Perforadora Roc L8 de Atlascopco, estas pruebas se realizaron enChaquicocha en la Pared Norte y en Yanacocha en el primer banco del Banco Triplede Mirador Central.

En el siguiente reporte se presenta el trabajo que ha realizado la Roc L8 enMinera Yanacocha.

El principio del precorte es minimizar las presiones en el taladro, justo lo suficientepara generar grietas entre taladros adyacentes en la lnea del precorte. Lo cualconsiste en perforar una serie de taladros a lo largo de la lnea lmite de excavacin,con carga explosiva y espaciamiento menor a los empleados en una voladuraconvencional o de produccin, de modo que al disparar en forma simultnea oretardada cada cierto nmero de taladros antes de iniciar la voladura principal,exceda la resistencia dinmica de traccin de la roca, y se genere un plano dedebilidad que sirva de amortiguacin para las vibraciones de dicha voladura.

Para obtener buenos resultados en el precorte, tres requerimientos deben tomarse

en cuenta:


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Una lnea de taladros con pequeo espaciamiento

Una baja densidad lineal de carga de explosivo

Una simultaneidad en la iniciacin de los pozos

Para la generacin del plano de debilidad mediante una grieta a lo largo de lostaladros de precorte, la presin en las paredes del taladro (Presin de barreno)debe ser del orden de la resistencia a la compresin de la roca.

El desarrollo de un precorte tiene por finalidad generar una lnea de debilidad tras lavoladura cuyos beneficios pueden ser los siguientes

Obtener paredes de taludes estables.

Inducir una lnea de fracturas en un plano, para atenuar vibraciones producidas por

la voladura principal.

Generar el lmite de penetracin de la pala, y obtener catch bench programados.

No sobrepasar la Velocidad Pico Partcula Crtica para preacondicionar el macizorocoso, para evitar futuros deslizamientos.

Reduccin del volumen de roca suelta colgada por consiguiente minimiza lanecesidad de bermas u otros tipos de soportes.

Los beneficios del precorte, en trminos de estabilidad de talud, pueden no ser

fciles de evaluar. Por ejemplo, la no-creacin de medias caas en la voladura deprecorte, no necesariamente significa un mal resultado del precorte ya que an aslos 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 paraatenuar las vibraciones de la voladura principal, lo cual depende mucho de la calidadde las fracturas que se formen. Las vibraciones se atenuarn ms, mientras stascrucen fracturas lo ms abiertas y limpias posibles.

As como las vibraciones inducidas por una voladura son responsables de los daos

producidos, el empuje de los gases de explosin tambin es responsable del daoocasionado en la pared final, por lo tanto la lnea de fractura generada por elprecorte tambin debe actuar como una zona que permita la evacuacin de estosgases.

El desarrollo de un precorte tiene por finalidad generar una lnea de debilidad tras lavoladura cuyos beneficios pueden ser los siguientes

Obtener paredes de taludes estables.

Inducir una lnea de fracturas en un plano, para atenuar vibraciones producidas porla voladura principal.


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Generar el lmite de penetracin de la pala, y obtener catch bench programados.

No sobrepasar la Velocidad Pico Partcula Crtica para preacondicionar el macizorocoso, para evitar futuros deslizamientos.

Reduccin del volumen de roca suelta colgada por consiguiente minimiza lanecesidad de bermas u otros tipos de soportes.

Los beneficios del precorte, en trminos de estabilidad de talud, pueden no serfciles de evaluar. Por ejemplo, la no-creacin de medias caas en la voladura deprecorte, no necesariamente significa un mal resultado del precorte ya que an aslos 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 paraatenuar las vibraciones de la voladura principal, lo cual depende mucho de la calidad

de las fracturas que se formen. Las vibraciones se atenuarn ms, mientras stascrucen fracturas lo ms abiertas y limpias posibles.

As como las vibraciones inducidas por una voladura son responsables de los daosproducidos, el empuje de los gases de explosin tambin es responsable del daoocasionado en la pared final, por lo tanto la lnea de fractura generada por elprecorte tambin debe actuar como una zona que permita la evacuacin de estosgases.

CONCLUSIONES

Una de las ventajas al usar este mtodo, es que se pueden usar taladros de grandimetro y como consecuencia podremos incrementar el espaciamiento entretaladro a taladro y como resultado el costo de perforacin es menor.

Una de las desventajas es que los taladros de produccin pueden fracturar la parteposterior de los taladros de que conforman la voladura suave, generando problemasde carguo.

En voladura superficial el mtodo de voladura controlada TRIM BLASTING se usantaladros de igual dimetro a los taladros de produccin.

El burden puede ser igual al espaciamiento en macizos rocosos competente o aveces el espaciamiento en macizos rocoso muy fracturados.

El desacoplamiento es generalmente efectuado usando tubos de cartn de pequeodimetro.

Usar una altura de taco para evitar el escape de gases hacia la atmsfera.

Obtener lmites finales estables y esto se consigue mediante la formacin de unplano de falla antes de comenzar los disparos de produccin.


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Este plano de debilidad provoca que algunas de las ondas de choque creadas por eldisparo de produccin sean reflejadas lo cual reducir la trituracin y la compresinen las paredes finales.

Evitar el back break.

Se obtiene buenos resultados cuando el material disparado por los taladros deproduccin es removido antes de que se lleve a cabo la voladura de la ltima lneade perforacin.

Bibliografa

Minera de superficie-Escrito por BA Kennedy

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