Rock Excavation Handbook 2.6. Bench blasting operations.

EVALUACIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN DE LA ROCA.

En la detonación, el banco es destrozado o demolido; entonces es lanzado hacia adelante sobre el suelo de la cantera.  La fragmentación de la roca volada no es uniforme a través de la pila, varía de acuerdo a dónde estaba colocado originalmente esa roca en el banco.

La fragmentación no solo es debida a la onda de choque (compresión y tensión posterior) producida por la detonación. Los fragmentos también se producen por colisiones entre otros fragmentos mayores, en el aire y en el suelo de la cantera. Esto es especialmente relevante en las fracciones más gruesas que provienen de la parte no cargada del banco.

Hoy en día, los sistemas de análisis de fotografía digital permiten evaluar la correcta fragmentación de la pila. La fragmentación puede ser definida mediante el uso de una distribución de Weilbull de dos parámetros (o de Rosin Rammler) de tal manera que:

vol1

Es la combinación del tamaño medio de fragmento k50 y del índice de uniformidad n lo que describe en general el grado de fragmentación de una voladura.

UNIFORMITY INDEX (índice de uniformidad), n.

El hecho de que k50 y n sean parámetros dependientes conduce a una importante simplificación en la normalización de los datos de la fragmentación. No es necesario encontrar diseños independientes para la fragmentación de la voladura basados en ambos parámetros, solo en el tamaño medio de fragmento k50.

Una expresión simplificada para el índice de uniformidad (n) es la siguiente:

n

Los parámetros que muestran una escasa influencia en el índice de uniformidad (menos del 5%) son los siguientes:

  • La energía del explosivo y su velocidad de detonación, VOD.
  • La ignición secuencial de filas de barrenos.
  • Las propiedades mecánicas de la roca intacta.
  • Las juntas del macizo rocoso.

ya que estos parámetros influyen en el grado de fragmentación de la roca en las voladuras en banco principalmente a través de su influencia en el tamaño medio de fragmento k50.

 

DIRECTRICES DE VOLADURA EN BANCO PARA LA FRAGMENTACIÓN DE LA ROCA.

Rangos observados para el tamaño medio de fragmento k50 provinientes de un amplio estudio de campo realizado sobre voladuras en banco en Noruega se pueden ver en la siguiente tabla:

tabla1

tabla11

 

BENCH CHARGING AND BLASTING (carga y disparo del banco).

Para un macizo rocoso dado, el grado medio de fragmentación k50, depende del tipo y cantidad de explosivo usado para volar un metro cúbico de roca sólida. Esto se denomina carga específica q.

La carga específica afecta a la cantidad de perforación requerida (metros perforados) para alcanzar ese grado de fragmentación ya que el esquema de perforación por si mismo (piedra * espaciado) afecta al tamaño medio de fragmento.

Diferentes estudios (de diferentes autores) relacionan el tamaño medio de fragmento con la carga específica, como se puede ver en la tabla siguiente:

tabla12

Las constantes k1 a k6 son básicamente la representación de la fuerza de la roca y/o del explosivo.

Los resultados de los modelos de voladura en banco para una masa de roca dada muestran las siguientes importantes relaciones:

  • El término (BxS)^1/2 , o la piedra B, aumenta con el diámetro  de la perforación según d^4/5 para un tamaño medio de fragmento  k50 constante.
  • La carga específica q, aumenta con el diámetro de la perforación según d^2/5 para un tamaño medio de fragmento k50 constante.

Los resultados de los modelos de voladura en banco para una carga específica y una carga por barreno dadas, incluyen parámetros como:

  • Propiedades mecánicas de la roca intacta (anisotropía, resistencia a compresión simple o módulo de elasticidad, densidad y porosidad).
  • Juntas de la masa rocosa (tipo, frecuencia y orientación).
  • La fuerza del explosivo (densidad de carga, energía del explosivo y velocidad de detonación VOD)  ilustran las siguientes importantes relaciones para la voladura en banco:

tabla123

En otras palabras, la “volabilidad” de la masa de roca disminuye sistemáticamente con la anisotropía, espaciado de juntas y módulo elástico, pero aumenta con la porosidad del espécimen rocoso.

Hay varios estudios de métodos de clasificación para evaluar la “volabilidad” de una masa rocosa, como por ejemplo:

tabla1234

Conseguir el diseño óptimo para una voladura en banco para un tipo determinado de masa rocosa, en canteras o minas, puede ser un proceso lento y caro. En particular, obtener una buena primera estimación o un punto de partida para la cantidad de explosivos requerida (carga específica)  para conseguir una satisfactoria fragmentación puede ser problemático. Las estimaciones están basadas a menudo en la experiencia del operador (el perforista) y/o en la experiencia de la consultora contratada para ello.

LOADING OF SHOTROCK (carga de la voladura).

Los equipos más usados para la carga en canteras son cargadoras frontales de ruedas, retro-cargadoras y excavadoras. La elección entre estos tipos de maquinaria depende de la producción requerida, fragmentación, condiciones de carga y método de transporte posterior.

tabla12345

Una perforación precisa disminuye la cantidad de bloques “pasados de tamaño” (llamado bolos) y los problemas de carga. El patrón de perforación se puede aumentar además, lo cual afecta al consumo de explosivos. Sin embargo, el tamaño máximo de fragmento (kmax) se incrementa de forma no proporcional al aumento del diámetro del barreno.

Anuncios

One thought on “Rock Excavation Handbook 2.6. Bench blasting operations.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s