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Generalidades y fundamentos en el Diseño de voladuras a cielo abierto

1. DISEÑODEVOLADURAS
ACIELOABIERTO

3. EXPL OTACION MINERAACIELOABIERTO

4. EXPLOSIVOS EN CORTE PARA
CARRETERAS

5. DEFLAGRACION
• unareacciónquímicaquesemueve
rápidamenteatravésdel material
oflama
semueve
explosivoyliberacalor
vigorosamentelareacción
demasiado lentaparaproducir ondas de
choque significativasyfracturacióndela
roca. Ejemplo encendido deunamecha
seguridad. UnaVODde1000 m/ses

6. • unadetonaciónlareacciónquímicase
mueveatravésdelmaterialexplosivoauna
velocidadmayorqueaquelladelsonidoatravés
mismomaterial.Seformaunaondade
Loschoquesupersónicaatravésdelexplosivo.
gasestienentemperaturasde3000a7000Fy
presionesaltasderangode20a100Kbars
100.000atmósferaso1.5millonesdelibras/pul
2.
Estosgasesseexpanden
producenondadechoque
rápidamente,
enelmedio
DETONACION

7. •Zonadereacciónprimariaeseláreaenlacual
empiezaladescomposiciónquímicayeslimitada
elplanodeChapman- Jouquet.

11. DISEÑODEVOLADURAS
•Tipoderocaycondiciones geológicas.
•Propiedades físico-mecánicasdelaroca.
•Volumen derocaaservolada.
•Trabajos deperforación.
•Tipodeexplosivoypropiedades.
•Sistema deiniciación.
•Parámetros dimensionales de la voladura.

12. TIPODEROCA YCONDICIONESGEOLÓGICAS
•Estratificaciónybandeamiento
•Esquistocidad
•Fracturamiento
•Fallas
•Contactos
•Azimut debuzamiento

13. •CondicionesGeológicos:
–Estructuras:
Explosivo
Explosivo
Veta Débil
Nivel(TacoIntermedio)
Taco

14. •CondicionesGeológicos:
–Estructuras:
Estratoso Fracturashaciaeltajo:
•ParedesInestables
•Sobrequiebre(Backbreak) excesivo
Estratosinclinados haciamasarocosa:
•Patasin romper
•Potencialpara sobresaliente

15. Efectosde laGeología
•LaFragmentaciónserá
controlada porlasfracturas
existentes.
•Lospatronesdeperforación
máspequeños minimizan los
efectosadversosdelasgrietas
y fracturas.
•Tenerpresentequepatrones
deperforaciónmejoran o
empeoranladistribución de la
energía.

16. •CondicionesGeológicas:
–EstructurasCont.
Juntasparalelasa caralibre:
•Buencontrolde talud
•Puedesermejororientaciónpara
controlde talud.
Juntasanguladasa caralibre:
•Cara libreblocosa
•Quebradoalfinalexcesivo

17. •FactoresGeológicos:
–Estructuras:
Cavidades cerca delasuperficie
usetubo decargay reducir
patróncontiguo.
Vacíosgrandes
alfondo deben
sertapados
Cavidades
Profundas y
pequeñas
puedenser
rellenadas
Tapón
Carga
Taco

18. PROPIEDADES FÍSICO- MECÁNICASDELA
ROCA
•Resistenciaalacompresión
•Resistenciaalatensión
•Frecuenciasísmica

19. FRECUENCIASISMICA
CLASEDEFORMACION VELOCIDADDEPROPAGACIÓN
DELAONDASISMICA
LONGITUDINAL
(m/s)
CAPAMETEORIZADA 300–900
ALUVINESMODERNOS 350–1500
ARCILLAS 1000–2000
MARGAS 1400–4500
CONGLOMERADOS 2500–5000
CALIZAS 4000–6000
DOLOMITAS 5000–6000
SAL 4500–6500
YESO 3000–44000
ANHIDRITA 3000–6000
GNEIS 3100–5400
CUARCITAS 5100–6100
GRANITOS 4000–6000
GABROS 6700–7300
DUNITAS 7900–8400
DIABASAS 5800–7100

20. FRECUANCIASISMICA
0,230
0,080
3.000575
250
160
CONSUMO
ESPECIFICOkg
ANFO/m
3
VELOCIDADSISMICA
(m/s)
POTENCIADEL
TRACTORkw
VELOCIDADSISMICAYCONSUMO
ESPECIFICODEEXPL OSIVOS
CLASEDEFORMACION VELOCIDADSISMICA
(m/s)
DURA
MEDIA
BLANDA
>4000
2000–4000
<2000

21. VOLUMENDEROCA PARALAVOLADURA
•Comprendealáreasuperficialdelimitadaporel
largodefrente,elancho,ymultiplicadoporla
alturadelbanco,seobtieneelvolumenderoca
servolado.
volumenderocaaproducirseporvoladura
estaráendependenciadelrégimendetrabajos
deexplotaciónquerequierelacanterapara
•
cumplirlaproducciónestablecida.Considerando
todomomentolamaquinariaaserutilizada.

22. TRABAJOSDEPERFORACION
perforacióneslaprimeraoperación enla
preparación delavoladura.
locualsedeben tomar encuentalas
condiciones deperforación:
-Diámetrodeperforación
-Longituddeperforación
-Rectitud
-

23. PERFORACION ESPECIFICA
Eselnúmerode
quesemetros
tienequeperforar
porcadametro
cúbicoderoca
volada.

24. EXPLOSIVOS
DINAMITAS
•EplogelI
•ExplogelIII
•ExplogelAmon
PENTOLITAS
•Boosterdeiniciación
•PentolitaSísmica
NITROGLICER INA

25. AGENTESDEVOLADURA
EMULSIONES
•Emelgrel3000
•Emulsen910
•Emulsen720
ANFOS
Anfonormal
AnfoAlumizado
NITRATODE
AMONIO+
HIDROCARBURO +
EMULSIFICANTE

26. ACCESORIOS DEVOLADURA
NDETONANTE
rdóndetonantede5gr.
rdóndetonantede10gr.
DESEGURIDAD
POLVORANEGRA
LMINANTES
•FulminantesN°8
Fulminanteseléctricos
PENTRITA
HMX

27. METODOS DEINICIACION
•Iniciaciónconmecha deseguridad
•Iniciaciónconcordón detonante
•Iniciaciónnoeléctrica
•Iniciacióneléctrica

28. INICIACIONCONFULMINANTEYMECHA
45mm
65mg
115mg
600mg
mm

29. INICIACIONCON CORDON DETONANTE

32. SISTEMADEINICIACIONNOELECTRICA

33. SERIE DE MILISEGUNDO (MS)
N°DE
RETARDO
SERIEMS
(Milisegundos)
N°DE
RETARDO
SERIEMS
(Milisegundos)
0 4 10 300 20 1100
1 25 11 350 21 1200
2 50 12 400 22 1300
3 75 13 450 23 1400
4 100 14 500 24 1500
5 125 15 600 25 1600
6 150 16 700 26 1700
7 175 17 800 27 1800
8 200 18 900 28 1925
9 250 19 1000 29 2050
N°DE
RETARDO
SERIEMS
(Milisegundos)

34. SERIEDERETARDOS
LP
N°DE
RETARDO
SERIELP
(Milisegundos)
N°DE
RETARDO
SERIELP
(Milisegundos)
0 5 10 4.600
1 200 11 5.500
2 400 12 6.400
3 600 13 7.450
4 1.000 14 8.500
5 1.400 15 9.600
6 1.800 16 10.700
7 2.400
8 3.000
9 3.800

35. QDetonadorTECNEL
MangueradeCierre
Tubode choque
Crimper
Trende retardo
Carga Primaria
PRINTEC(Azida de
Plomo)
Carga secundaria
PETN(Pentrita)
SISTEMANO-ELECTRICO

36. USOS DEL TECNEL

37. INICIACION
ELECTRICA
DETONADORES
ELECTRICOS
Inflamadorelectro
pirotécnicova
alojadoenun
dispositivo
antiestátivoy
soldadoados
alambres
conductores.
CargaPrimaria:
Nitrurodeplomo.
CargaBase:
Pentrita.

38. PARAMETROSDEVOLADURA
DATOSDELPROYECTO
Tipoderoca
Densidad delaroca
Volumen deroca
Caliza
2,3g/cm
3
10000,0m
3
PERFORACION
Diámetrodeperforación 3pulgadas =7,62cm=76,2mm
EXPLOSIVOS
Booster pentolitade450g
Anfonormal
1,6g/cm
3
0,88g/cm
3
ACCESORIOS
Cordón detonante5g
FulminantesN°8

40. BORDO YESPACIAMIENTO
B=BURDEN, BORDO OPIEDRA.
2dx
B=0,012 ((----------) +1,5)De
dro
B=m
dex=Densidadexplosivog/cm
3
dro=Densidaddelarocag/cm
3
De=Diámetrodelexplosivo(mm)
S=ESPACIAMIENTO

41. •H=(k+U)/Cosi
H=longitud deperforación (m)
K=alturadelbanco(m)
Seaplicalarelación derigidez
óptimaenlaque:
K/B>=4
K=4xB
U=Sobreperforación (m)
LONGITUDDEPERF ORACIÓN

42. RELACIONDERIGIDEZ
• definecomolarelaciónentrelaalturadelbancoy
distanciadelbordo.
deRigide z 1 2 3 4
Excelente
Excelente
Excelente
Excelente
No hay
mayores
beneficios
con el
incremento
de la
Buena
Buena
Buena
Buena
Buen control y
fragmentación
Regular
Regular
Regular
Regular
Rediseñe
sies
posible
Pobre
Severa
Severa
Severa
Rompimiento
traserosevero
yproblemas
depiso.Nose
disparevuelva
adiseñar
Fragmentación
Sobrepresión deaire
vuelo
delterreno
Comentarios

43. Eslaprofundidadalacualseperfora
elbarrenopordebajodelniveldel
piso.Paraasegurarsequeel
rompimientoocurraanivel.
U=0,3xB
U=Sobreperforación(m)
B=Burden(m)
SOBRE- PERFORACION

44. FORMULARIO
PARAMETRO KONYA KONYA TECNICA
SUECA
BORDO 2dx
B=0,012((----------)+1,5)De
dro
Prv 1/3
B=8x10
-3
De----------
Dro
Prv=Potenciarelativaenvolumen
Dro=Densidad delarocag/cm3|
B=45xDe
ESPACIAMIENTO 1,4xB
Iniciación
retardada
ybancos
altos
L+2B
-------------
3
Iniciación
instantánea y
bancosbajos
2B
Iniciación
instantánea
ybancos
altos
L+7B
-------------
8
Iniciación
retardada y
bancosbajos
1,25xB
SOBRE
BARRENACION 0,3xB Losbarrenosporlogeneralno
rompenlaprofundida dtotal,porlo
queesnecesarioperforarmasallá
delniveldelpisoocotaalacual
sequierellegar.
0,3xB

45. FORMULARIO
PARAMETRO KONYA TECNICA
SUECA
MODULODE
RIGID EZ H/B
LONG.TACO 0,7xB Eltacoesunmaterial inerteysirve
paraelconfinamientodelosgases
de laexplosión, controlala
sobrepresión ylarocaenvuelo.Si
lasdistancias delostacosson
excesivas,seobtendráuna
fragmentación muypobreenlaparte
superiordelbancoyelrompimiento
posterioralaúltimafilase
incrementará.
Lalongituddeltacoesigualala
longituddelBordosolamente
cuandoseutilizapolvomuyfino
comomaterialderetacado.
B
MaterialdelTaco De(mm)
-------
20
Elmaterial máscomúnutilizadoparaeltacosonlas
astillasdelaperforación, sinembargoestematerial
noesrecomendado puestoqueelpolvode
barrenación muyfinonosemantendráenelbarreno
duranteladetonación. Encambioelmaterialmuy
gruesotienelatendenciaadejarhuecosdeaireque
tambiénpuedenserexpulsadosfácilmente.

46. CONCENTRACIÓN LINEAL DECARGA
Qbk=0,078539 xdxDe
2
Qbk=Concentración decarga (kg/m)
d=densidad delexplosivo(gr/cm
3
)
De=diámetrodelexplosivo(cm)

47. CONCENTRACION LINEAL DECARGA (kg/m)
Diámetro
barreno
Anfo
normal
AnfoAl Emulsen
910
Emulsen
720
Emulgrel
3000
Nuevo
Explogel
III
Explogel
I
Explogel
Amon
unidades
Pulgadas mm cm
0,880,891,171,171,211,331,371,39gr/cm
3
125,40 2,54 0,45 0,45 0,59 0,59 0,61 0,67 0,69 0,70 kg/m
250,80 5,08 1,78 1,80 2,37 2,37 2,45 2,70 2,78 2,82 kg/m
376,20 7,62 4,01 4,06 5,34 5,34 5,52 6,07 6,25 6,34 kg/m
4101,6010,16 7,13 7,22 9,49 9,49 9,81 10,78 11,11 11,27 kg/m
5127,0012,70 11,15 11,27 14,82 14,82
15,33 16,85 17,35 17,61 kg/m
6152,4015,24 16,05 16,23 21,34 21,34 22,07 24,26 24,99 25,36 kg/m
7177,8017,78 21,85 22,10 29,05 29,05 30,04 33,02 34,02 34,51 kg/m
8203,2020,32 28,54 28,86 37,94 37,94 39,24 43,13 44,43 45,08 kg/m
81/8206,3820,64 29,44 29,77 39,14 39,14 40,48 44,49 45,83 46,50 kg/m
81/4209,5520,96 30,35 30,69 40,35 40,35 41,73 45,87 47,25 47,94 kg/m
83/8212,7321,27 31,28 31,63 41,58 41,58 43,00 47,27 48,69 49,40 kg/m

48. ESQUEMA DECARGA
Lr=
0,7xB
3xB
CC=L–Lr-CF
CF=1,3xB
U=0,3xB

49. Tiempos de retardo
–Diseño básicodeTiemposdeRetardo:
•Selecciónderetardos:
–Retardoentrefilas
–Retardoentrepozos

50. RETARDOS DEBARRENOABARRENO
t
h=T
hxS
Retardobarrenoabarreno(ms)
nstantederetardobarrenoabarreno
Espaciamiento (m)
Roca ConstanteT
H(ms/m)
margas,Carbón 6,5
Algunascalizasyesquistos 5,5
compactasymármoles,algunos
ybasaltos,cuarcitayalgunas gneis.
4,5
Feldespatoporfíricos,
mica,magnetitas.

51. CALCULODERETARDO ENTRE FILAS
t
R=T
RxB
t
R=Retardoentrefilas(ms)
T
R=Factordetiempoentrefilas
B=Bordo (m)
(ms/m)
material
traser
con
mínimo.
Alturadepilapromed io,sobrepresióny
rompimientopromedio.
11,5
Piladematerialaltacercanaalacara
sobrepresiónyrompimientomoderados.
8,0
Violencia,sobrepresióndeaireexcesiva,
rompimientotrasero,etc.
6,5
ResultadoConstanteT
R
(ms/m)

52. Tiempos de retardo
Sobre quiebreexcesivoy
materiallanzadosobre elbanco
Apretado
Difícilde excavar,
malafragmentación
IntervaloInsuficienteentrefilas
(menos de6ms/mdeburden)
IntervaloInsuficienteentrefilas
(menos de6ms/mdeburden)
Contor nodelapila
de materialtronado
Contor nodel
Bancotronado

53. Tiemposderetardo
Sobre quiebremediano
Apretado,
compacto
Intervalode tiempos cortosentre
filas(6a12ms/mde burden)
Adecuado para operaciónde Pala
de carguíode material.
Intervalode tiempos cortosentre
filas(6a12ms/mde burden)
Adecuado para operaciónde Pala
de carguíode material.
Contor node lapila
de materialtronado
Contor nodel
Bancotronado

54. Tiemposderetardo
Poco sobrequiebre
Suelto-bientendido
Intervalode tiempos entrefilas
(12a30 ms/mde burden)
Adecuado para excavaciónde
cargadorfrontalo “castblast”
Intervalode tiempos entrefilas
(12a30 ms/mde burden)
Adecuado para excavaciónde
cargadorfrontalo “castblast”
Contor node lapila
de materialtronado
Contor nodel
Bancotronado