Diseño de mayas de tronadura y eliminación de tiros quedados

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.

Diseño de mayas de tronadura y eliminación de tiros quedados

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