diseño de mayas de tronadura y eliminación de tiros quedados
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7/30/2019 Diseo de mayas de tronadura y eliminacin de tiros quedados
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Diseo de mayas de tronadura y
eliminacin de tiros quedados
Nombre: Claudio Muoz Castro
Alejandro Riquelme Chavez
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Profesor: Cristian Jofre
Asignatura: tonadura
Curso: OP. Mina
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DISEO DE TRONADURAS
Los factores principales asociados con el diseo de tronaduras en banco se
pueden resumir como sigue:
1. Dimetro del hoyo.
2. Malla de tronadura (burden y espaciamiento).
3. Largos de la pasadura y el taco.
4. Tipo de explosivo y factor de carga.
5. Secuencia de la iniciacin y tiempos de retardo.
6. Tipo y tamao del iniciador.
Tpicamente, la tronadura en cualquier lugar, tendr un requerimiento particular
tales como fragmentacin, control del perfil de la pila tronada, control del piso, o
control del medio ambiente. Este control se logra a travs de ajustes de uno o
ms de los factores de diseo nombra dos anteriormente, haciendo el trabajo de
optimizacin del diseo una tarea muy especfica del lugar. Como tal, no deben
haber reglas estrictas para la seleccin de todos los factores mencionados, ya que
el nmero y el grado de interaccin entre los factores son casi infinitos. Lectoresinteresados pueden leer a Hemphill (1981) y Afrouz (1988), para buenas
revisiones de varias frmulas de diseo de tronaduras y a Langefors y Kihlstrom
(1978) para una muy buena aproximacin terica al diseo de tronaduras
DIAMETRO DE LOS HOYOS. En muchos aspectos el dimetro de los hoyos es el
factor de diseo ms crtico, ya que la mayora de los otros factores estn
tradicionalmente relacionados a esta dimensin. Cuando se selecciona el dimetro
de hoyo los factores principales involucrados en la decisin son:
1. Costo especfico de la tronadura ($/m3 de roca tronada).
2. Fragmentacin y la relacin entre el espaciamiento de los hoyos y de las
fracturas.
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3. Control de la exactitud de la perforacin, y su efecto en la fragmentacin,
seguridad e impacto ambiental.
4. Tamao de la perforadora y la accesibilidad al sitio.
5. Altura del banco y la proporcin del hoyo requerido para el taco. Cuando el
espaciamiento de las fracturas no es un factor crtico, el dimetro de hoyo se
puede seleccionar sobre la base de la exactitud, velocidad y costo de perforacin.
El dimetro de hoyo ptimo se relaciona frecuentemente a la altura del banco o a
la longitud requerida de hoyo, ya que varias fuentes diferentes de desviacin de
perforacin se relacionan a lo largo del hoyo perforado. Inherentemente, una
perforacin exacta se obtiene usando el dimetro de hoyo ms grande
operacionalmente y perforando hoyos lo ms corto posible consistente con la
perforacin el espaciamiento de fracturas es un factor crtico que influye en el
resultado de la tronadura, el dimetro se elige tan pequeo como sea posible para
asegurarse que espaciamiento y burden intercepten tantos bloques como sea
posible. El grado al cual el dimetro se puede reducir depender del largo de hoyo
requerido y del costo de perforacin. Debe notarse que con dimetros grandes y
mallas pequeas, se requerirn tacos intermedios para reducir la cantidad de
explosivos por hoyo, lo que es considerado indeseable. El aumentar el dimetro
tiende a reducir el costo total de perforacin y tronadura, pero se pierde algn
grado de control sobre la fragmentacin, dao e impacto ambiental. Mallas de
tronadura perforadas con dimetros grandes requieren por lo general un factor de
carga ms alto que mallas perforadas con dimetros ms pequeos para
compensar la mala distribucin del explosivo a travs de la roca. Como una gua
emprica el dimetro de hoyo deber estar entre 0.5% y 1% del largo requerido de
hoyo
(por ej. , una longitud mxima de hoyo = 100 a 200 veces el dimetro).
Hoyos de dimetro ms pequeo que esto (y su correspondiente burden y
espaciamiento ms pequeo) entregar mejor fragmentacin, menores
vibraciones y permitirn el uso de perforadoras ms livianas y mviles pero
probablemente aumentarn el costo de perforacin.
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hb = 150d (38) hb d= 150donde hb es la altura de banco (m) y d es el dimetro
de hoyo (m).
TAMAO DE LA MALLA DE TRONADURA. El espaciamiento y burden de tronadura
se debe seleccionar para adecuarlo a la condicin local de la roca y en particular alespaciamiento de fracturas. Esto es particularmente importante cuando el
espaciamiento de fracturas est en el intervalo de 1 a 5 m, cuando es inevitable
que algunos bloques, en los cuales no se perfor ningn hoyo, rodar fuera de la
tronadura sin fragmentarse y provocar dificultades de fragmentacin y
excavacin.
SELECCIN DEL BURDEN. La regla ms simple para estimar las dimensiones del
burden es la siguiente ecuacin: Burden = K Dimetro B =K (39)
B es el burden (m) y d es el dimetro del hoyo (m) y la constante de
proporcionalidad K vara de 20 a 40.Usando esta relacin, el burden para un hoyo
de 102 mm de dimetro puede esperarse que est en el rango de 2 a 4 m,
dependiendo de otros factores tales como la altura del banco y las condiciones de
la roca. Anlisis recientes de mtodos de estimacin prctica de las dimensiones
del burden se han realizado por Rustan (1990), quien concluy que las
dimensiones del burden eran diferentes parao peraciones de superficie y
subterrneas, con burdens en operaciones subterrneas menores que en las desuperficie. Rustan present dos ecuaciones, cada una de las cuales simplemente
relaciona el burden con el dimetro de hoyo. (Superficie) Bopt = 18.1d 0.689 (40)
0.630 (subterrnea) Bopt = 11.8ddonde Bopt es el burden ptimo (m) y d es el
dimetro de hoyo (m).Usando la frmula de Rustan, el burden para un hoyo de
102 mm de dimetro, se espera que sea de3.7 m de promedio. Rustan tambin
entrega rangos mximos y mnimos para su ecuacin, estableciendo que el
burden mximo se espera que sea alrededor de un 50% mayor que el dado por la
ecuacin, y el mnimo un 35% menor que el dado por la ecuacin de ms arriba.
Sin embargo, se han desarrollado relaciones ms complejas y que han
demostrado ser buenos estimadores. Tienen la ventaja principal que toman en
cuenta distintas densidades y potencia en peso de los explosivos usados en los
hoyos. Langefors & Kihlstrom (1978) presentan una derivacin del burden
mximo (Bmax en m) que depende de la densidad de carga ( eff en kg/m3), la
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potencia en peso del explosivo (ws, como un % relativo al Anfo), la contante de
roca Sueca (c,kg/m3) y la relacin espaciamiento/burden, S/B (como se perfora).
La ecuacin (41) se deriva de lade Langefors & Kihlstrom para uso general en
banco y en tneles.
eff ws Bmax = 0.088d c( S / B)o alternativamente (41) Bmax eff ws = 0.088 d
c ( S /un ejemplo, en una tronadura en cantera, usando un dimetro de hoyo de102 mm y Anfo( eff = 850 kg/m3), se puede lograr un burden mximo de 3.6 m
en una roca con una constante c =0.45, y una relacin S/B de 1.15 (malla
equiltera). El Bmax decrecera a 3.1 m en condiciones donde la constante de roca
se aumente a 0.6 (condiciones de tronadura ms difciles debido generalmente a
las diaclasas). Como gua general el valor apropiado para el factor de roca es el
mismo que para el factor de carga, expresado en kg/m3. (Seccin 3.1.4).Sinembargo, cuando se usa la ecuacin (41), note que el factor de roca sueco tiene
las mismas unidades que el factor de carga. En la prctica el autor ha encontrado
que los mejores resultados se obtienen de esta ecuacin cuando el factor de roca
tiene el mismo valor que el diseado o factor de carga nominal. Esto es
equivalente a decir que el factor de roca o tronabilidad se define mejor en
trminos del factor de carga requerido para obtener los resultados deseados. La
tronabilidad por lo tanto llega a ser dependiente no slo de las propiedades de la
roca sino que tambin de los requerimientos para el levantamiento y lafragmentacin .En la prctica, los burdens operativos reales estn frecuentemente
alrededor de un 10 a 29% menos que el valor mximo calculado usando las
ecuaciones anteriores, para efectuar un mejor control sobre la fragmentacin y
para lograr un adecuado esponjamiento para facilidad de la excavacin. El burden
mximo calculado frecuentemente produce una fragmentacin demasiado gruesa
para el tamao particular del chancador y tipo de excavador usados en minas y
canteras. eff ws B min = 0.066d c ( S / B)o alternativamente (42) Bmin eff ws =
0.066 d c( S / B)donde Bmin es el burden mnimo aconsejable (m).Cuando se
reduce el burden sin embargo debe recordarse que hay lmites prcticos debajo
del cual el burden no se debe reducir. La dimensin limtrofe es aquella que
produce fuerte estallido de lacara del banco. En la fila frontal de hoyos, esto
produce altos niveles de sobre presin de tronaduras de aire y una alta
probabilidad de proyecciones de roca a mucha distancia. En las filas sucesivas de
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hoyos, burdens pequeos provocan interaccin entre las cargas, produciendo
posiblemente ya sea iniciacin por simpata, cargas insensibilizadas o cortes en
columnas de cargas adyacentes. El burden mnimo aconsejable Bmin es
aproximadamente un 25% menor que el mximo recomendado, como se muestra
en la ecuacin
SELECCIN DEL ESPACIAMIENTO. La seleccin del espaciamiento de hoyos de
tronadura est generalmente relacionada al burden. Siempre que sea posible, es
recomendable que se use una malla trabada, ya que esta proporciona el
rompimiento ms efectivo de la roca para un factor de carga fijo. Evidencias
tericas y prcticas sugieren que la relacin ptima S/B para operaciones
normales en bancos con mallas trabadas est en el rango de 1.1 a 1.4 La figura
4.1 presenta esquemticamente los beneficios de las mallas trabadas.El beneficiode las mallas trabadas llega a ser menos obvio en rocas muy diaclasadas o
fracturadas. Tambin se ha sugerido que los beneficios de la malla trabada sobre
la cuadrada se pueden perder si el dimetro de hoyo es demasiado pequeo para
permitir una perforacin exacta sobre la altura de banco requerida. Para
operaciones que requiere la formacin de grandes armaduras de roca, la
relacin S/B puede disminuirhasta alrededor de 0.5. este tipo de tronaduraefectivamente corta grandes bolones de roca desde la cara del banco sin efectuar
mucha fragmentacin dentro de la rebanada. Tpicamente, las tronadurasdiseadas para generar armadura de roca consiste en iniciar una fila sola, con
factores de carga reducido hasta 0.25 kg/m3 y con una relacin S/B de
aproximadamente 0.5.4.3 ALTURA DE BANCO/LARGO DE HOYO. El largo de hoyo
es, generalmente, levemente mayor que la altura del banco. El largo de los hoyos
tiene un efecto directo en el burden mximo que se puede quebrar con explosivo.
Discusiones acerca de la influencia de la altura del banco o el largo de los hoyos
en la fragmentacin lo relacionan principalmente con la esbeltez de la roca. La
esbeltez de la roca es una medida de cuan fcil una viga o una placa puede
doblarse por una fuerza externa. En la terminologa de ingeniera, la esbeltez es
independiente de la carga, y dependiente totalmente de las propiedades
geomtricas de la viga su largo, seccin transversal y las propiedades
mecnicas. Si se hace una analoga entre una viga y el burden enfrente de un hoyo
solo de tronadura, el burden representa el grosor de la viga, la altura del banco
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representa el largo de la viga y el espaciamiento el ancho. Por lo tanto, la relacin
del burden/altura del banco define la relacin de esbeltez para el hoyo y el
burden. El papel de doblarse, o flectarse en la fragmentacin de la roca en el
burden es claramente evidente en las fotografas de las caras de los bancos
durante la tronadura. Una vista tpica digitalizada se muestra en la fig. 4.2, en
donde el pandeo de la cara es claramente evidente. Es importante recalcar que la
cantidad de pandeo aumenta de acuerdo a la tercera potencia del largo de la viga.
Luego, si el largo de la viga se aumenta al doble, la deflexin mxima aumenta en
un factor de 8 para la misma carga aplicada. El concepto de la esbeltez explica
porqu el quebrantamiento disminuye a medida que la altura del banco o la
longitud del hoyo se acorta, a menos que el burden tambin se reduzca. La
esbeltez tambin explica porqu los hoyos cortos son ms adecuados para
producir proyeccin de roca y sobre presin de tronaduras de relacin de
esbeltez, Sr, para las mallas de tronaduras, se define como: hb Sr = (43) Bdonde
hb es la altura del banco (m) y B es el burden (m).Idealmente se recomienda que la
relacin de esbeltez sea alrededor de 3, segn la investigacin de Ash & Smith
(1976). Para relaciones menores que 2, la relacin dimetro/burden debera
disminuir segn los valores calculados por las ecuaciones (40) o (41).Una
aproximacin estadstica para estimar la longitud prctica mxima del hoyo fue
sugerida por AECI (1984), basado en estudios de desviaciones de los hoyos. Se
sugiri que un lmite prctico para la longitud de hoyo es aquel largo ms all del
cual la probabilidad de que los hoyos se traslapen excede el 10%. El artculo
tambin sugiere, como una gua aproximada, que la siguiente ecuacin se puede
usar para estimar la exactitud tpica de perforacin: W = 2d + rL (44)donde W es
la desviacin estndar de la desviacin del hoyo (m), L es el largo del hoyo (m), d
es el dimetro del hoyo y r = 0.03 para hoyos verticales y 0.04 para hoyos
inclinados. Asumiendo que la superposicin o traslape es probable que ocurra
una vez que la desviacin exceda la mitad del burden del hoyo, la ecuacinanterior se puede re escribir para una
de hoyo que se puede perforar sin exceder el 10% de probabilidad de traslape en
la pata de los hoyos. Usando estas guas, un hoyo de 104 mm de dimetro con un
burden diseado de 3 m, se puede perforar un largo vertical mximo de casi 20 m
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y un largo mximo inclinado de slo 15 m. Hoyos ms largos se pueden perforar
si se mejora la exactitud de perforacin, pero para esto es probable que se
requiera un sistema de medicin de desviacin.4.4
SELECCIN DE LA PASADURA. La pasadura es necesaria en la mayora de lasoperaciones, para proporcionar un grado suficiente de fragmentacin al nivel de
piso. El grado de fragmentacin logrado en la base de una columna larga de
explosivo es pequeo relativo a la lograda alrededor del centro de la relacin con
lo anterior, los hoyos se deben perforar debajo del nivel del piso del banco. Sin
una pasadura adecuada puede resultar un piso irregular, y se perder un tiempo
valioso y la productividad de la maquinaria en lograr las condiciones de piso
diseadas. Lsd = K sd d (46) donde Lsd es el largo de la pasadura (m), d es el
dimetro de hoyo (m) y la constante Ksd vara de 8a 12.La pasadura efectiva sergeneralmente menor que la esperada debido al detritus de la perforacin que
caen en el hoyo despus que la perforacin se termine. Se debe evitar el exceso
de pasadura por las siguientes razones:1. Aumenta los costos de perforacin y
explosivos.2. Hace que el empate de hoyos en el banco inferior sea muy difcil y
provoca bolonaje en estos hoyos.3. Aumenta los niveles de vibracin inducida. La
necesidad de grandes cantidades de pasadura se puede reemplazar por el uso de
cargas de alta energa en la base de todos los hoyos. Tal aumento en la carga
basal se efecta usando explosivos de alta densidad que tienen una presin dedetonacin alta y altas velocidades de detonacin. Cuando se reduce la pasadura
de esta manera, es importante recordar que se requiere que la carga basal est
completamente acoplada contra el hoyo, de manera que el uso de cartuchos sin
taconearno puede ser efectivo para proporcionar la energa adicional requerida.
4.5 SELECCIN DEL TACO. El taco se aade a los hoyos para proporcionar el
confinamiento de la energa de la explosin. Mientras ms tiempo el material del
taco permanezca en su lugar mayor es la efectividad de la energa explosiva ymayor es el grado de fragmentacin y desplazamiento logrado por la tronadura.
Ambientalmente, el taco es esencial para minimizar el nivel de sobre presin de la
tronadura de aire y para controlar la generacin de proyeccin de rocas desde la
regin del collar del hoyo. Generalmente el largo del taco se relaciona al dimetro
de hoyo (y por lo tanto al burden) y comnmente es igual al burden. En tipos de
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rocas donde la seccin principal de la roca est meteorizada o fracturada, los
largos se pueden aumentar sin impacto adverso en la fragmentacin. Por el
contrario, cuando la seccin superior de los hoyos est en roca masiva o con
bloques, la altura del taco se debe minimizar. Un buen control de la eyeccin del
taco y el rifleo se obtiene generalmente usando la siguiente relacin: Lst = K st
d Lst es el largo de taco (m), d es el dimetro del hoyo (m) y la constante Kst vara
de 25 a 30.El material del taco es crtico en cualquier revisin del funcionamiento
del taco. En muchas operaciones mineras, slo se usa el detritus de perforacin
por su conveniencia. Sin embargo, a menos que el detritus sea muy grueso, es un
material muy ineficiente para el taco, requiriendo una columna significativamente
ms larga relativa a la que se requiere para un material rido ms grueso, para
lograr un control estricto sobre la eyeccin del taco y de la proyeccin de rocas. El
material ptimo para el taco es un rido graduado con un tamao medio
aproximadamente igual a un dcimo o un quinceavo del dimetro del hoyo.
Luego, un hoyo de 100 mm de dimetro debera utilizar un rido de 10 a 12 mm.
Bajo estas condiciones, el largo del taco frecuentemente se puede reducir a casi
20 a 25 veces el dimetro del hoyo. La angulosidad es tambin el requerimiento
principal del material para el taco. Partculas bien redondeadas tales como la
grava aluvial es mucho menos efectiva que el rido chancado. El largo del taco
requerido para contener completamente los productos de la explosin por lo
tanto se puede reducir ya sea al reducir el dimetro del hoyo o al reducir la
potencia efectiva del explosivo. El ltimo efecto se puede lograr por el uso de
tacos de aire que reduce significativamente las presiones peak de hoyo. Cuando
se usan tacos largos, se observa una reduccin significativa en la cantidad de
proyeccin. La reduccin en la cantidad de explosivo en los hoyos reduce la
energa total disponible para desplazar la roca quebrada, y la seccin del taco sin
explosivo del hoyo simplemente se desplomar durante la tronadura. El taco tiene
tambin una fuerte influencia en la estabilidad de la cresta formada por latronadura. Tacos cortos generalmente producirn crestas ms limpias que tacos
ms largos, ya que la roca alrededor de la seccin del taco est por lo general
quebrada por una accin de crter. Cuando se requieran crestas en buenas
condiciones (por ej. bermas de contencin) los largos de tacos se tendrn que
disminuir.
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4.6 DISTRIBUCION DEL EXPLOSIVO. Los trminos distribucin de explosivo y
distribucin de energa se usan frecuentemente pero rara vez se han explicado.
Los trminos se usan para describir la uniformidad con que el explosivo se
distribuye a travs del volumen completo de la roca que se requiere excavar. Est
por lo tanto influenciada por los siguientes factores:
1. Dimetro del hoyo.
2. Densidad del explosivo y potencia en volumen.
3. Largo del taco
4. Burden y espaciamiento.
5. las secciones precedentes, todos estos factores estn nter relacionados y lamayora estn influenciados, preponderantemente, por la eleccin original del
dimetro de hoyo. Es importante remarcar que existen mtodos para la revisin
grfica de la distribucin de energa, como se muestra en la fig. 4.3. Esta figura
compara como se distribuye la energa explosiva a travs de la seccin transversal
de dos tronaduras con el mismo factor de carga nominal (0.5 kg/m3) una malla
diseada con un dimetro grande (311 mm) y con su correspondiente burden,
espaciamiento y taco grande, y la otra diseada con dimetros de hoyo pequeos.
Aunque el color de los contornos se han perdido en los cuadros en blanco y
negro, la ubicacin y tamao de los contornos proporcionan una imagen grfica
de la distribucin de la energa, con niveles de contorno decrecientes a medida
que aumenta la distancia desde los hoyos. El mtodo del contorno de energa
ilustra porqu los problemas de fragmentacin se pueden anticipar alrededor de
las reas del collar para las mallas de dimetros grandes de hoyos. Una definicin
simple de la distribucin del explosivo la proporciona la relacin de carga, que
describe la distribucin vertical de la carga en un banco como la relacin entre el
largo de la carga sobre el piso del banco (o sea, largo de la carga pasadura) y la
altura del banco, como se muestra en la ecuacin: Cr = (hb Lst Lsd ) (48) hb
donde Cr es la relacin de carga, hb es la altura del banco (m), Lsd es la pasadura
(m) y Lst es eltaco.
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4.7 INCLINACION DEL HOYO. El uso de hoyos inclinados en tronaduras en
canteras es muy comn en Australia e indudablemente representa la norma ms
que la excepcin. Los hoyos inclinados tienen muchas ventajas sobre los hoyos
verticales, incluyendo:
1. Costos reducidos de perforacin y explosivos debido a un tamao de malla
aumentado.
2. Una estabilidad mejorada alrededor de la cresta del banco.
3. Sobre quebradura reducida.
4. Desplazamiento aumentado de la pila tronada, lo que mejora la excavabilidad.
5. Condiciones de pata mejoradas y reduccin de la pasadura. En virtud del gradoreducido de la fijacin de la carga en hoyos inclinados, los requerimientos de
explosivos y factores de carga se reducen. Langefors & Kihlstrom (1978) reportan
que el grado de fijacin se puede reducir desde la unidad para hoyos verticales a
0.85 para hoyos inclinados a 18.Tamrock sugiere que la perforacin especfica
(metros perforados por metro cbico) se puede reducir en un 15% al inclinar los
hoyos en 18% uso de hoyos inclinados significa que se puede lograr un burden
constante para una fila frontal (cuando la inclinacin del hoyo es igual a la de la
cara del banco). Esto puede tener un impacto muy importante en la
fragmentacin, condiciones de patas y en la forma de la pila lograda por la
tronadura. La dificultad en seleccionar el ngulo de inclinacin de los hoyos est
determinada por la facilidad de estimacin del ngulo de la cara del banco
existente en cada lugar donde se planee un hoyo. Sistemas por lser modernos y
porttiles de medicin de distancias parecidos a binoculares, se pueden usar para
obtener una estimacin confiable muy fcil y rpidamente. Las desventajas
asociadas al uso de hoyos inclinados se pueden resumir como sigue:
1. Aumento de los errores de alineacin.
2. Aumento de la susceptibilidad a la desviacin.
3. Se requiere una supervisin ms estrecha durante la perforacin.
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4. Aumento del desgaste de las barras de perforacin. Algunas operaciones
tambin reportan una mayor tendencia a que los hoyos se tapen cuando son
inclinados, y en general el grado de dificultad aumenta con el grado de
inclinacin. Sin embargo, la mayora de las operaciones reportan que los
beneficios de usar hoyos inclinados tienen mayor peso que las desventajas.
4.8 PRIMADO DE LOS HOYOS. El tamao y el tipo de iniciador usado para iniciar
una columna explosiva pueden tener una influencia importante en los resultados
de la tronadura. El trabajo del iniciador es proporcionar la energa inicial a la cual
la reaccin de la detonacin comienza dentro del explosivo y se sostiene as
misma. Si existe alguna duda concerniente a la efectividad de la prctica de
primado, la medicin del VOD en el hoyo se puede realizar fcilmente para
determinar tanto la velocidad de rgimen de detonacin y el largo de la zonamedida.
POSICIN DEL INICIADOR. Se ha notado en muchos experimentos y monitoreos
que frecuentemente hay un tiempo finito para la reaccin de la detonacin dentro
del explosivo para alcanzar la velocidad de rgimen. Durante este tiempo, el VOD
del explosivo est aumentando continuamente, a medida que ms y ms
explosivo contribuye a la reaccin. Experimentalmente se ha encontrado que este
largo en una columna de explosivo puede ser de 3 a 5 veces el dimetro del hoyo
a cada lado del iniciador. Cuando el VOD es menor que la velocidad de rgimen, la
energa disponible para la fragmentacin se reduce. Una ecuacin comnmente
usada para expresar el grado de reduccin de energa es:
es la velocidad real de detonacin, VOD ss es la velocidad de
rgimen de detonacin y Es es la fraccin de la energa de choque mxima
disponible producida en la detonacin. La regin alrededor del iniciador puede
por lo tanto recibir menos energa de choque que cualquiera otra a lo largo de la
columna explosiva. Por esta razn y porque el grado ms grande inherente defijacin es en la base del hoyo, se recomienda que el iniciador no se coloque en la
base del hoyo, pero s alrededor del nivel del piso terico del banco de manera
que la fragmentacin en la base de la carga sea suficiente para promover una
excavacin fcil. El colocar el iniciador en el centro de la carga hace sentido en
muchos aspectos por el hecho de que asegura que la detonacin en estado de
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rgimen se logra en la base de la columna, proporcionando la mxima
fragmentacin en la regin del piso.
TAMAO DEL INICIADOR. La iniciacin eficiente requiere que la presin efectiva de
detonacin del iniciador exceda la presin de detonacin de rgimen de lacolumna explosiva. En este contexto, la presin de detonacin efectiva, Pd* , se
considera como la presin de detonacin desacoplada del iniciador, y por lo tanto
est fuertemente influenciada por la relacin entre el dimetro del iniciador y el
del hoyo, o sea, Pd* = f c iniciador VOD iniciador 2 2 d iniciador 2 __ =
iniciador VOD iniciador 2 d hoyo (50)donde fc es la relacin de desacoplamiento,
iniciador es la densidad del iniciador (kg/m3), yd hoyo yd iniciador son los
dimetros del hoyo y del iniciador, respectivamente. Luego, se prefieren los
iniciadores de dimetros grandes. Idealmente, el dimetro del iniciador debe sersimilar al del hoyo, explicndose porqu se necesitan iniciadores ms grandes en
hoyos con dimetros ms grandes. Cuando el tamao del iniciador es muy
pequeo, la presin efectiva de detonacin para el iniciador puede ser menor que
la de la detonacin en estado de rgimen de la columna explosiva. Esto puede
resultar en la formacin de una zona donde el VOD de la columna explosiva
aumenta a su valor de estado de rgimen en un largo considerable de la columna.
Una iniciacin subestimada puede en una falla de la columna en mantener la
detonacin de rgimen y la reaccin se puede detener antes que la columna sehaya consumido. Una vez iniciada, la columna explosiva detonar de una manera
muy controlada y estable sin la necesidad de iniciadores adicionales, a menos que
el dimetro de los hoyos se aproxime al dimetro crtico del explosivo que se est
usando, o si hay contaminantes (o sea, agua, detritus o material inerte entre la
carga explosiva) que probablemente puede detener la reaccin de detonacin. El
efecto de los contaminantes en la reaccin de la detonacin se sentir ms
fuertemente cuando la presin de detonacin efectiva del iniciador sea igual o
menor que la presin de detonacin de rgimen del explosivo en la columna. Los
iniciadores grandes son por lo tanto un seguro efectivo contra la influencia de
insensibilizacin tales como el agua, barro, detritus, etc.
CANTIDAD DE INICIADORES. La iniciacin mltiple generalmente se requiere slo
como un salvavidas contra el corte de los hoyos (el iniciador de ms arriba
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asegura la detonacin de la seccin superior de la carga y el iniciador del fondo
asegura la iniciacin de la seccin inferior de la carga).Sin embargo, la iniciacin
mltiple se usa tambin frecuentemente como un seguro contra una falla en el
sistema de iniciacin, en cuyo caso un segundo, frecuentemente menor iniciador,
puede ser ubicado en la parte superior de la columna explosiva. Se recomienda
que cuando se practique la iniciacin mltiple, se deben utilizar retardos
diferentes para el iniciador principal y secundario. Esto es para asegurar que en la
mayora de las ocasiones la columna sea iniciada desde el iniciador principal (o
sea, al nivel del piso del banco).
4.9. SISTEMA DE INICIACION. El sistema de iniciacin es el mtodo usado para
iniciar al iniciador, el que a su vez inicia la columna explosiva. El sistema de
iniciacin debe adecuarse al explosivo y al iniciador utilizado. Prcticas antiguasen grandes minas a rajo abierto giran alrededor del uso del sistema del cordn
detonante, usando cordn detonante con potencia de explosivos que iban de 0.5
gr./m a 10 gr./m. Aunque an se usan comnmente, estos sistemas se
consideran perjudicial, ineficiente y generalmente anticuado. Tienen la ventaja
principal relativo a otro sistema no elctrico de ser bidireccional, o sea la
iniciacin se propaga igualmente en cualquiera direccin. SISTEMAS NO
ELECTRICOS. Los sistemas de cordn detonante consisten de un explosivo
principal distribuido como un ncleo continuo dentro de un cordn envueltoapretadamente. El polvo explosivo detona a una velocidad cercana a 7.400 m/s, y
la reaccin es extremadamente violenta. Esta violencia puede, significativamente,
interrumpir el explosivo que rodea al cordn, al punto que la columna de
explosivo puede ser completamente insensibilizada e incapaz de ser detonada.
esto es raro, un resultado comn es la insensibilizacin la porcin de explosivo
inmediatamente alrededor del cordn, de manera que la energa del explosivo se
reduce. El grado de reduccin depende del dimetro del hoyo, de la potencia delcordn usado, y de la sensibilidad y densidad del explosivo. Adems, el cordn
detonante reduce la efectividad del material del taco, en la misma forma que
afecta al explosivo, especialmente cuando se usa el detritus de la perforacin
como material de taco. El choque del cordn detonante comprime al material del
taco alrededor del cordn, reduciendo el grado de compactacin en el hoyo.
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Cuando est sujeto a altas presiones de los gases de explosin, el taco es
eyectado ms fcilmente, la energa de levantamiento se disipa ms rpidamente
y la sobre presin de la tronadura de aire aumenta marcadamente. El cordn
detonante puede ser invariablemente reemplazado por los sistemas de tubos de
choque. Estos sistemas tiene como caracterstica una onda de choque de baja
velocidad (aproximadamente2000 m/s) que se propaga a travs de un tubo al
detonador. La reaccin no es violenta, y relativamente silenciosa, no causando
interrupcin ni al explosivo ni al taco. Una ventaja adicional de este sistema
relativo al del cordn detonante, es que permite el uso de retardos dentro del
hoyo. Esta es una caracterstica importante de la seguridad en la tronadura, ya
que permite que los hoyos se inicien antes de que la detonacin comience,
eliminando virtualmente la ocurrencia de corte de tubos. Tambin aumenta la
flexibilidad de diseo, permitiendo una amplia eleccin de intervalos de retardo
para lograr resultados especficos de tronadura. Cuando se usa el sistema de
tubos de choque con mltiples iniciadores, se recomienda que el iniciador de la
parte ms superior utilice un retardo ms largo, para asegurar que la detonacin
ocurra al fondo del hoyo mas que en la parte superior. Por lo general, por
ejemplo, el iniciador dems abajo tendr un retardo de 175 ms y el superior uno
de 200 ms. La principal desventaja del sistema de tubos de choque comnmente
disponible fuera de EEUU es que son uni direccionales, o sea, la seal de iniciacin
viene slo en una direccin. Con estos sistemas, hay un mayor riesgo de corte al
elevarse el suelo o por las esquirlas de los detonadores de superficie comparado
con los sistemas de dos vas tales como los sistemas de iniciacin elctrica. Una
segunda desventaja, comn a todos los sistemas de iniciacin no elctricos, es
que el amarre no se puede chequear en forma rpida y segura. El nico mtodo
disponible para asegurarse contra el amarre incorrecto es por lo tanto un chequeo
visual un mtodo que consume mucho tiempo para las tronaduras grandes.
SISTEMAS ELECTRICOS. Los sistemas modernos de iniciacin elctrica vencen
todas las desventajas de los sistemas de iniciacin no elctricos -todas las
unidades se inician simultneamente y el amarre correcto se puede confirmar al
medir la resistividad antes de la iniciacin. Sin embargo, la principal desventaja
del sistema elctrico es su susceptibilidad a la iniciacin por rayos o corrientes
elctricas inducidas sea, relmpagos, transmisiones de radio). El disparo de
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grandes tronaduras con detonadores elctricos puede, sin embargo, requerir
varios sistemas de generacin de potencia. Tal vez la principal razn para decidir
los mtodos relativos de los sistemas de iniciacin elctricos versus los no
elctricos, es lo relativo a la exactitud y la dispersin de las cpsulas. Se ha
establecido (Bryan et al, 1990), que la iniciacin confiable y la absoluta
intolerancia hacia los tiros fallidos deben ser la principal consideracin en el uso
de cualquier sistema de iniciacin. Bryan e tal establece que los sistemas
modernos de iniciacin elctrica disponibles en EEUU pero no en muchos otros
pases, sobrepasan a los iniciadores no elctricos en trminos de exactitud y
confiabilidad. Estos factores no se pueden aplicar en lugares donde la exactitud
de los sistemas elctricos disponibles es menor que la de los no elctricos. La
exactitud del retardo y su implicancia en el resultado de la tronadura se discuten
en mayor detalle en la seccin
SECUENCIA DE INICIACION. La secuencia de iniciacin determina el orden en cual
los hoyos cargados se detonan en una mallade tronadura. Comnmente los
trminos usados para describir la secuencia de iniciacin incluyen aV0, V1,
Paralelo, Trabado, descritos en la figura 4.4, donde las lneas que unen los hoyos
indican el tiempo de la detonacin del hoyo. Los factores que influyen en la
seleccin de la secuencia de iniciacin incluye el nmero de caras libres, direccin
preferencial de desplazamiento de la roca quebrada, la orientacin de losconjuntos de diaclasas principales y la ubicacin de las estructuras sensibles a
medio ambiente. En general, la direccin del movimiento de la pila es normal a las
lneas de tiempo mostradas en la figura 4.4.Cuando existen 2 caras libres, la
iniciacin de la tronadura comienza generalmente en la esquina libre,
proporcionando un confinamiento mnimo de las cargas explosivas. El movimiento
del burden en este caso tender a ser en un ngulo que bisecta el ngulo entre las
2 caras libres. Cuando existe slo una cara libre, la iniciacin comnmente
comienza en el centro de la primera fila de hoyos, y progresa a velocidades
iguales alejndose del centro hacia los dos extremos de la malla. Este tipo de
iniciacin produce comnmente una pila que tiene una altura mxima en la mitad
a lo largo de la malla, con menor altura en los extremos aunque este efecto puede
no ser pronunciado para mallas de hoyos largos. Cuando existe un diaclasado
pronunciado, la secuencia de iniciacin se alterar para proporcionar una mejor
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fragmentacin o un mejor control del sobre quiebre. Comnmente, las lneas de
iniciacin sern paralelas al rumbo del conjunto de diaclasas prominente o de los
planos de estratificacin, proporcionando un buen control de la fragmentacin y
del sobre quiebre y de la condicin final de la pared. Mientras el control de la
vibracin est poco influenciada por la secuencia de iniciacin (ms por el tiempo
de iniciacin), el control de la sobre presin puede estar fuertemente afectado por
la de iniciacin. En general, los niveles de sobre presin sern considerablemente
altos (al menos 3 dBL) en la direccin del movimiento del burden, comparado con
los niveles en la direccin opuesta. Considerables beneficios en trminos de
impacto ambiental en las residencias cercanas pueden resultar si la secuencia de
iniciacin se altera para dirigir el movimiento lejos de las residencias. Esto puede
sin embargo provocar conflicto con los requerimientos para el control de la
fragmentacin y el obtener bancos con caras suaves y regulares.
SELECCIN DEL RETARDO. La seleccin del intervalo de retardo es una de las
tareas ms difciles en el diseo de tronadura. El retardo tiene la habilidad de
influenciar casi cada aspecto de la tronadura, incluyendo la fragmentacin,
estabilidad, excavabilidad, impacto ambiental y sobre quiebre. La detonacin de
hoyos individuales o grupos de hoyos se retardan de otros hoyos por las
siguientes razones:
1. Para mejorar la fragmentacin de la pila.
2. Para proporcionar mayor control sobre el desplazamiento de la pila.
3. Para reducir el grado de sobre quiebre y dao.
4. Para reducir los niveles de vibracin del suelo y la sobre presin. La
introduccin de los elementos de retardo compromete el liberar toda la energa
del explosivo en un perodo largo de tiempo. Antes de asignar un retardo en
particular es necesario primero entender la dinmica de los diferentes efectos que
el retardo est tratando de controlar. Se ha reportado varias veces que el retardo
ptimo se relaciona al burden de los hoyos. Valores mostrados en la literatura
varan de 3 a 15 ms/m de burden, con algunas referencias a valores tan altos
como 26 ms/m. Por la variabilidad de estos datos, la regla general no debe
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tomarse en cuenta. El intervalo ptimo lo decidir el tipo de roca y los
requerimientos del operador.
CONTROL DE LA FRAGMENTACION. Los retardos ayudan a la fragmentacin al
introducir una accin de corte entre los hoyos adyacentes. Si una fila de hoyos seinicia simultneamente, las grietas que crecen entre los hoyos se favorecen, con
poco crecimiento delante de los hoyos hacia la cara libre. Bajo estas
circunstancias, el burden tender a moverse como una hoja de roca, con poca
fragmentacin en el burden. Al retardar la detonacin de un hoyo adyacente, un
hoyo debe cortar un segmento de roca lejos de la masa principal de roca,
proporcionando una fragmentacin mejorada. Desarrollando ms este argumento,
el intervalo ptimo se relaciona con la velocidad del movimiento de la masa
rocosa. Si la masa rocosa se mueve muy lentamente, se requerir un intervalo deretardo ms largo para efectuar el efecto de corte. Intervalos de retardos mayores
que el tiempo necesario para una separacin efectiva de un hoyo de la masa
principal de roca, no ayudarn a la fragmentacin. En la prctica, la velocidad del
movimiento de la roca depende fuertemente del mdulo de la roca y del grado de
diaclasamiento. Tipos de rocas muy duras, masivas, se movern con una
velocidad ms alta que una masa rocosa dbil, altamente fracturada. Las mallas
de tronadura con burden pequeo tambin tendrn altas velocidades de burden
en relacin con mallas con burdens ms grandes. La masa rocosa y la malla, porlo tanto, determinan el intervalo ptimo para la fragmentacin. control de la
fragmentacin requiere que los hoyos detonen en una secuencia controlada. La
seleccin de los retardos por lo tanto est influenciada por el sistema de
iniciacin usado. Por ej., el uso de un retardo de superficie de 17 ms en
combinacin con uno dentro del hoyo de 1000 ms no es aconsejable, puesto que
la dispersin de la unidad dentro del hoyo probablemente exceder el intervalo
del retardo de superficie, lo que resultar que el hoyo detone fuera de secuencia.
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Tiros quedados
Tiro quedado: explosivos o restos de explosivos que producto de la tronadura no
detonaron. Es una consecuencia no deseada de alto riesgo, que involucra medidasinmediatas a objeto de detonarlos en forma segura.
Los tiros que corresponden a voladuras de tiros anteriores
que no hayan explotado completamente (tiros quedados) y representen riesgos
por su presencia oculta en barrenaciones posteriores, requerirn de la adopcin
de los
siguientes mecanismos de precaucin:
a. En forma previa al inicio de perforaciones en lugares en los que se hayanefectuado disparos con anterioridad, se deber lavar el frente con agua y
revisarlo cuidadosamente para determinar la existencia de tiros quedados;
b. Se prohbe terminantemente extraer las cargas de los tiros quedados; los
que
se debern disolver con agua y se harn explotar con nuevas cargas;
c. No podr usarse el resto de un hueco quedado en una nueva barrenacin, la
cual en todo caso slo podr efectuarse, cuando menos a 20 cm. de la
realizada
con anterioridad;
d. Los tiros quedados se eliminarn en el turno en el que se detecten;
e. En caso de constatarse la presencia de cartuchos cargados cuando se hagalimpieza del mineral se deber sacar el fulminante y transportarlo por
separado;
f. Se prohbe volver a examinar un tiro que hubiere fallado antes de un tiempo
o de
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treinta minutos; y,
g. En todo trabajo minero se deber llevar un libro para la informacin de los
tiros quedados y su eliminacin. En dicho libro de registro, los Prevencioncitas
de Riesgos Mineros, los Monitoreos de Seguridad Minera o los supervisores
anotarn los tiros quedados, detectados, eliminados o sin eliminar dejando
constancia de los mismos con el respaldo de su firma
ELIMINAR TIROS QUEDADOS
Generalidades
Los tiros quedados (TQ) corresponden al tiro o a los tiros de un disparo que
no
detonan. Tambin es considerada como tiro quedado toda perforacin que
contenga restos de explosivos, aun cuando hubiese detonado parte de la
carga
explosiva depositada en su interior.
En conformidad a lo establecido en el Reglamento de Seguridad Minera
Decreto N 72 modificado por Decreto Supremo N 140, y por el Decreto
Supremo N 132 del 7 de febrero del 2004, se debe proceder de la siguiente
forma despus de cada tronadura.
Examinar el rea para detectar la presencia de tiros quedados. La personaque
detecte un tiro quedado dar cuenta inmediata al supervisor, resguardar el
lugar y
proceder a eliminar l o los tiros quedados que se encuentren, siguiendo los
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procedimientos reglamentarios para esta funcin y dejando constancia en el
libro de tiros
quedados del mtodo utilizado para la eliminacin.
Tiros Quedado
Cuando se encuentren tiros o cargas quedadas se deber aislar
el rea amagada con "loro" vivo y/o "loro" metlico, resguardando el sector
para
evitar la presencia o trnsito de personal por el lugar.
La persona que detecte un tiro quedado comunicar en forma inmediata
al
supervisor a cargo de la operacin, quien tomar todas las acciones
correspondientes
En todo tiro o carga quedada se prohbe estrictamente manipular el
explosivo y
accesorio que no estall.
El explosivo o accesorio iniciador que se utilice para recargar un tiro o carga
quedada, debe ser del mismo tipo o de superior potencia que el original.
Si el o los tiros o cargas quedadas no se han podido eliminar durante el
turno, lo
har el turno siguiente, basndose en la informacin del supervisor de la
operacin del
turno saliente y dndole prioridad sobre otros trabajos.
La operacin de recargar y quemar cargas o tiros quedados deber ser
dirigida y
efectuada en presencia del supervisor respectivo.
Se deber esperar mnimo media hora (30 minutos) despus de salido el
ltimo
disparo de tiros o cargas quedadas, antes de regresar a la frente. Si en una frente se descubre uno o ms tiros quedados en presencia de tiros
soplados, se quemarn juntos si el supervisor de la operacin lo autoriza.
En el caso de tiros quedados que fueron originalmente cebados con cordn
detonante, el supervisor a cargo de la operacin autorizar conectar y quemar
nuevamente sin necesidad de manipular el explosivo y/o el accesorio quedado
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Cuando una roca queda fuera de un buzn o punto de extraccin y tiene un
tiro
quedado, el encargado de la operacin avisara al supervisor respectivo quien
preceder
de acuerdo a lo reglamentado
En caso de estar en presencia de tiros quedados con detonadores de
retardo, que
tenga el tubo visible y en buenas condiciones, estos se conectaran al cordon
detonante y
se iniciaran con la gua compuesta de largo minimo de 10 pies y de gua de
ignicin (30
cm)
Procedimientos Resolutivos para Eliminar Tiros Quedados
La resolucin de tiros quedados puede hacerse con quemada
simultnea o
dndole salida a los tiros. El supervisor encargado de la operacin decidir
cul de las
dos alternativas utilizar, dependiendo de la cantidad de tiros quedados y de
la
condiciones de la frente.
Retirar el taco, lavando con agua a presin hasta la total eliminacin
del
explosivo. Aunque el explosivo se encuentre congelado, ste debe ser eliminado
totalmente
con los elementos adecuados, agua, madera, mangueras sin elementos
ferrosos,
cucharas de cobre, etc., antes de proceder al recargue.
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Eliminado el explosivo, colocar un nuevo cebo de igual o mayor potencia
que el
original, ste debe ser primado con cordn detonante o un detonador de
retardo de las
mismas caractersticas del cebo original.
Confinar el cebo hasta quedar en contacto con el explosivo quedado.
Conectar tren de cordn detonante y gua compuesta de largo mnimo10'
pies.
Colocar los "loros" vivos y/o metlicos necesarios para resguardar el
rea
amagada.
Conectar un trozo de 30 centmetros de gua de ignicin al conector de la
gua
compuesta de 10 (Pies).
Quemar.
Antes de volver a revisar la frente esperar mnimo media hora (30 minutos)
Despus de la salida del disparo.
Revisar el lugar de la quemada. Si las condiciones son normales, retirar los
loros
vivos y/o metlicos y proceder a reanudar las operaciones
Eliminacin de tiros quedados cargados con explosivos encartuchados.
Retirar el taco lavando con agua a presin hasta quedar con el explosivo a la
vista.
Preparar un cebo con cordn detonante, o un cebo con un detonador de
retardo
de las mismas caractersticas del cebo original.
Introducir el nuevo cebo en el tiro, hasta quedar en contacto con el
explosivo deltiro quedado.
Conectar el tren de cordn detonante a la gua compuesta de largo mnimo
10'
pies.
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Colocar los "loros" vivos y/o metlicos necesarios para resguardar el
rea
amagada.
Conectar un trozo de 30 centmetros de gua de ignicin al conector de la
gua
compuesta.
Quemar.
Antes de volver al lugar de la quemada, esperar mnimo media hora (30 min.)
despus de la salida del disparo.
Revisar la frente. Si las condiciones son normales, retirar los "loros" vivos y/o
metlicos y proceder a reanudar las operaciones.