PERFORACION Y VOLADURA

PROPIEDADES DE LAS ROCAS Y SU INFLUENCIA EN LA PERFORACION Y VOLADURA

DENSIDAD

Rocas de baja densidad se deforman y fragmentan con facilidad, requieren un factor de energía relativamente bajo.

Rocas de alta densidad, para una fragmentación satisfactoria, una buena proyección y esponjamiento requiere una mayor cantidad de energía. Para ello:

Aumentar el diámetro de perforación, eleva la presión del taladro. PB = K.VD2 (VD=velocidad de detonación exp).

Reducir el esquema, modificar la secuencia de encendido.

Mejorar el retacado, para aumentar el tiempo de actuación de los gases.

Utilizar explosivos con alta energía de burbuja. EB

RESISTENCIA A LA VOLABILIDAD

El índice de volabilidad RC/RT a un mayor valor resulta más fácil fragmentar el material.

Sí la intensidad de la onda de choque supera a la resistencia dinámica a la compresión se produce una trituración de la roca circundante a las paredes del taladro pero contribuye poco a la fragmentación y provoca una disminución de la energía de tensión. Se recomienda:

Seleccione explosivos que desarrollen en las paredes del taladro tensiones inferiores o iguales a RC.

Provocar una variación en la curva (p-t), por desacoplamiento de la carga dentro del taladro.

Se considera en los diseños perimetrales.

CONSUMO ESPECIFICO DE EXPLOSIVO EN VOLADURAS EN BANCOS

Material Densidad

t/m3

Factor de

expansión

Resistencia a la C (Mpa.) Consumo

Kg./m

Caliza 1.54 – 2.61 70 % 65 0.320

Bauxita 1.42 – 1.89 33 % 50 0.220

Carbón 0.83 – 1.60 35 % 45 0.150

Granito frag. 1.66 – 2.73 64 % 120 0.600

Minerales 2.95 – 4.25 30 % 285 1.525

Taconitas 2.43- 5.61 74 % 350 1.855

Pirita 2.58 – 3.03 20 % 270 0.780

POROSIDAD

Intergranular y disolución.

LA PRIMERA es uniforme, produce dos efectos:

Atenuación de la energía de la onda de choque

Reducción de la resistencia dinámica a la C., incrementa la fragmentación y finos. Se recomienda:

Utilice explosivos EB/ET elevada (anfo)

Incrementar EB a costa de ET mediante el desacoplamiento de la carga.

Retener los gases con una longitud y tipo adecuado de retacado

DISOLUCION

La porosidad de post formación causa huecos cavidades vacíos, también en rocas volcánicas se tiene oquedades, causan pérdidas del varillaje, amarres, en la voladura se tiene una baja eficiencia en explosivos a granel.

FRICCION INTERNA

Capacidad de amortiguación específica (SDC), mide la disponibilidad de las rocas para atenuar la onda de tensión generada por la detonación del explosivo. SDC varía de 0.02 a 0.06 en granitos, hasta 0.07 a 0.33 para areniscas, la SDC aumenta con la porosidad, y contenido de agua de la roca. La intensidad de la fracturación debido a la onda de tensión aumenta conforme disminuye la SDC.

Los explosivos tipo hidrogeles son más efectivos en rocas duras y cristales que en materiales blandos y descompuestos. En los últimos el más adecuado es el anfo, tiene una menor energía de tensión.

CODUCTIVIDAD

Las fugas o derivaciones de corriente pueden ocurrir cuando los detonadores se colocan dentro de los taladros con cierta conductividad.

Sulfuros complejos

Magnetitas.

Rocas abrasivas y la existencia de agua en el entorno, considerar:

Verificar los cables de los detonadores eléctricos en buen estado.

Todas las conexiones del circuito debidamente aisladas y protegidas.

El fallo afecta considerable en los resultados de la voladura.

EXPLOSIONES SECUNDARIAS DE POLVO

Se producen en Minas de carbón, Sulfuros metálicos,

Alto contenido de pirita

Con barrenos de gran diámetro

Los primeros taladros producen alto contenido de finos que son lanzados a la atmósfera que se depositan en los hastiales en el piso de la excavación. Sí la energia de los gases de los últimos taladros es elevada que llegan a los finos depositados se producen explosiones secundarias de efectos devastadores.

Esto se minimiza:

Suprimir explosivos aluminizados, son centros de ignición

Seleccionar un explosivo y arranques que produzca material grueso

Retacar el barreno con arcilla, arena, ampolla de agua

Crear una nube de polvo de caliza antes de la voladura

Lavar las paredes y pisos de la excavación

Disparar después de evacuar al personal de la mina.

PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO

LITOLOGIA: Cuando se producen cambios litológicos de mineral a estéril, por tanto se tiene una variación de propiedades obliga un rediseño.

Esquemas iguales para los dos tipos de roca y variación de las cargas unitarias.

Esquemas distintos pero con igual carga por taladro, se mantiene la dimensión de la piedra.

Se tiene una gran pérdida de energía asociada con la caída de presión y escape de gases obteniendo una mala fragmentación se recomienda:

Retacar con material adecuado las zonas de contacto frágiles

Emplear cargas acopladas a la roca competente con gran VOD y una relación alta de EB/ET.

Evitar el escape prematuro de gases a la atmósfera con un retacado.

FRACTURAS PRE EXISTENTES

Toda roca presenta alguna discontinuidad, micro fisura o macro fisura que influye en el resultado de la voladura.

La fragmentación está influenciada por el espaciamiento S entre taladros y la separación entre juntas Js y el tamaño de bloque admisible M repercute en el porcentaje de la fragmentación con presencia de bancos.

TENSIONES EN EL CAMPO

Existen tensiones tectónicas o gravitacionales, los taladros puede estar influenciado por la concentración no uniforme de tensiones alrededor del mismo.

A veces es necesario una excavación piloto para liberar altas tensiones.

PRESENCIA DE AGUA

En las rocas porosas y macizos fracturados hay presencia de agua por tanto:

Producen pérdidas de barrenos por hundimientos internos

Dificultan la perforación inclinada

Aumenta la velocidad de propagación de las ondas elásticas

Reduce la resistencia de la roca a la compresión y tracción

Se intensifica los efectos de rotura por la ET

Se puede producir una gran sobre excavación.

TEMPERATURA DEL MACIZO ROCOSO

Yacimientos con piritas presentan rocas con altas temperaturas por efecto de la oxidación lenta de este mineral, haciendo que los agentes explosivos del tipo anfo reaccionen exotérmicamente con la pirita.

Reacciona el anfo y el sulfato ferroso

El sulfato ferroso y el nitrato amónico

El sulfato férrico y el ácido sulfúrico.

Ocasionan graves accidentes

Se evita añadiendo en 5 % de urea, oxalato potásico al anfo evita la reacción exotérmica hasta 180ºC

La sensibilidad del hidrogel depende también de la temperatura de la roca con la que esté en contacto.

Limitar el número de taladros por voladura a fin de disminuir el tiempo que transcurre entre la carga y el disparo.

PRESTAR GRAN ATENCIÓN A ESTE FENÓMENO.