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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO INGENIERIA EN MINAS

APUNTES DE TRONADURAINGENIERIA EN MINAS

TRONADURA EN BANCOS

Primer Semestre 2006

Tronadura USACH- ORICA

FORMULAS DE CALCULO PARA TRONADURAS EN BANCO El Burden , es la variable geomtrica mas crtica en el diseo de una tronadura. Para su determinacin se han realizado numerosas investigaciones y se han desarrollado diferentes metodologas de clculo. Las formulas que se detallan, constituyen la primera aproximacin en el diseo de una tronadura de banco, el conocimiento y caracterizacin del macizo rocoso permitirn, sin lugar a dudas, alcanzar el diseo ptimo para los resultados buscados en cada faena minera.

1.- ANDERSEN B = ( x L)1/2 B = Burden. = Dimetro del barreno, en pulgadas. L = Longitud del barreno, en pies. Esta frmula no tiene en cuenta las propiedades del explosivo ni de la roca.

2.- ASH B = Kb x /12 Donde Kb depende de la clase de roca y tipo de explosivo empleado

TIPO DE EXPLOSIVO Baja densidad ( 0,8 a 0,9 g/cm3) y baja potencia Densidad media ( 1,0 a 1,2 g/cm3) y potencia media Alta densidad (1,3 a 1,6 g/cm3) y alta potencia

CLASE DE ROCA BLANDA MEDIA 30 25 35 40 30 35

DURA 20 25 30

- Profundidad del barreno - Sobreperforacin - Taco - EspaciamientoApuntes de tronadura USACH

L = KL x B, ( KL entre 1,5 y 4 ) J = KJ x B, ( KJ entre 0,2 y 0,4 ) T = KT x B, ( KT entre 0,7 y 1) S = KS x B1

KS = 2,0 para iniciacin simultnea de pozos. KS = 1,0 para pozos secuenciados con retardos largos. KS = entre 1,2 a 1,8 para pozos secuenciados con retardos cortos.

3.- KONYA Basada en las teoras del Dr. Ash, determina el burden con base en la relacin entre el dimetro de la carga explosiva y la densidad, tanto del explosivo como de la roca, segn: B = 3,15 e x Donde : B e e r = Burden, en pies. = Dimetro del explosivo, en pulgadas. = Densidad del explosivo. = Densidad de la roca.3

e / r

4.- LOPEZ JIMENO Modific la frmula de Ash incorporando la velocidad ssmica del macizo rocoso, por lo que resulta: B = 0,76 x D x F Donde : B = Burden D = Dimetro del barreno, en pulgadas. F = factor de correlacin en funcin de la clase de roca y tipo de explosivo. F = fr x fe fr = 3 2,7 x 3.500 r x VC fe = 3 e x VD2 1,3 x 3.6602

Apuntes de tronadura USACH

Siendo: r = Densidad de la roca, gr/cm3 e = Densidad de la carga explosiva, gr/cm3 VC = Velocidad ssmica de propagacin del macizo rocoso, m/seg. VD = Velocidad de detonacin del explosivo, m/seg. La frmula indicada es vlida para dimetros superiores a 165 mm. Para barrenos menores el burden se afectar de un coeficiente reductor de 0,9.

TRONADURAS EN BANCOS CON PEQUEO DIAMETRO Se denominan tronaduras de pequeo dimetro aquellas que se encuentran en el rango 65 mm a 165 mm de dimetro de perforacin y sus aplicaciones ms importantes son: explotacin de canteras, excavaciones para obras civiles y minera a cielo abierto de pequea escala. En general las cargas son cilndricas, alargadas, con una relacin largo/dimetro > 100 y se realizan frecuentemente con dos tipos de explosivos, uno para la carga de fondo y otro para la carga de columna. La eleccin del dimetro de perforacin depende de la produccin o ritmo de explotacin y de la resistencia de la roca. La altura de banco es funcin del equipo de carga y del dimetro de perforacin. Por razones de seguridad la altura mxima de banco aconsejada para minas y canteras es de 15 metros. Los equipos de perforacin utilizados son habitualmente de rotopercusin con ubicacin de la perforadora o martillo en la parte superior (top hammer) y martillos de fondo o DTH con la perforadora en el fondo de la perforacin. Estas mquinas permiten inclinaciones de las deslizaderas o plumas de avance con ngulos de hasta 20 e incluso mayores con respecto a la vertical. La longitud del barreno L aumenta con la inclinacin, pero la sobreperforacin disminuye con sta. Para calcular L se utiliza: L= H + ( 1 /100) x J Cos

Siendo el ngulo con respecto a la vertical en grados.

Apuntes de tronadura USACH

A continuacin se indican algunos parmetros de diseo recomendados por algunos autores. TABLA 1 : Dimetro del barreno en funcin de la produccinDIAMETRO DEL BARRENO (mm) PRODUCCION HORARIA MEDIA (m3 b/h) Roca Blanda-media < 120 MPa 65 89 150 190 250 550 Roca dura-muy dura > 120 MPa 60 110 270

TABLA 2 : Altura del banco en funcin del Dimetro del barreno y equipo de carguoALTURA DE BANCO H (m) DIAMETRO DEL BARRENO D (mm) EQUIPO DE RECOMENDADO CARGA

08 -10 10 -15

65 - 90 100 - 150

Pala de ruedas Excavadora hidrulica o de cables

TABLA 3 : Parmetros de diseo en funcin de la resistencia de las rocasVARIABLE DE DISEO RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa) Blanda < 70BURDEN B ESPACIAMIENTO S TACO T SOBREPERFORACION J 39 D 51 D 35 D 10 D

Media 70 - 12037 D 47 D 34 D 11 D

Dura 120 - 18035 D 43 D 32 D 12 D

Muy Dura > 18033 D 38 D 30 D 12 D

TABLA 4 : Longitud de la carga de fondo en funcin de la resistencia de las rocasVARIABLE DE DISEO Blanda < 70LONGITUD CARGA DE FONDO If 30 D

RESISTENCIA DE LA ROCA (MPa) Media 70 - 12035 D

Dura 120 - 18040 D

Muy Dura > 18046 D

Apuntes de tronadura USACH

TRONADURAS EN BANCO CON GRAN DIAMETRO En este grupo se encuentran las tronaduras que se disparan con barrenos de 180 a 450 mm. La perforacin se realiza con equipos rotativos y triconos que son de aplicacin en las grandes explotaciones mineras a cielo abierto y en determinadas obras civiles que requieren excavaciones en roca como centrales hidroelctricas, canteras para construccin de presas u otras obras de gran envergadura. En este tipo de tronaduras los criterios de diseo se han desarrollado a partir de la teora del crter de Livingston, teniendo las cargas cilndricas una configuracin tal que se cumple L/D < 50. Al igual que con las tronaduras en pequeo dimetro, la eleccin de este parmetro se realiza a partir de la produccin horaria y tipo de roca que se desea fragmentar. La altura de banco esta relacionada con el alcance de las palas excavadoras de cables y el dimetro de perforacin. Segn la capacidad de estos equipos de carga la altura en metros puede estimarse de la siguiente forma: H = 10 + 0,57 (Cc 6 ) Donde: Cc = Capacidad de la excavadora m3 Se indican a continuacin valores recomendados para los diferentes parmetros de diseo de una tronadura en gran dimetro.

TABLA 5: Dimetro del barreno en funcin de la produccin requerida

DIAMETRO BARRENO (mm)

DEL

PRODUCCION HORARIA MEDIA (m3 b/h) Roca Blanda < 70 MPa Roca media-dura 70 180 MPa 150 300 625 Roca muy dura > 180 MPa 50 125 270

200 250 311

600 1200 2050

Apuntes de tronadura USACH

TABLA 6 : Altura del banco en funcin de la resistencia de la rocaVARIABLE DE DISEO Blanda < 70ALTURA DE BANCO - H 52 D

RESISTENCIA DE LA ROCA (Mpa) Medio-dura 70 18044 D

Muy dura > 18037 D

TABLA 7 : Longitud del taco en funcin de la resistencia de la rocaVARIABLE DE DISEO Blanda < 70TACO - T 40 D

RESISTENCIA DE LA ROCA (Mpa) Medio-dura 70 18032 D