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¡: 70 O (J w ::> I 60 -' el: el: o el: ~ 50 -' a.. (/) w o ~ 40 O a: 30 20 10 Figura 20.8. 0.3 0.4 0.5 - 0.6 0.7 Dos inconvenientes que deben considerarse en estas secuencias son los debidos a las mayores intensidades de vibración, pues las cargas operantes son altas, y a los posibles problemas de estabilidad de los taludes en bancos altos. Si bien ofrecen el mejor desplazamiento posible, los esquemas «en línea» producen altas intensidades de vibración en el terreno e incrementan la probabilidad de fallas en el talud. En operaciones de voladura convencional, los esquemas en línea tienden a ofrecer una fragmentación relativamente peor. No obstante puede contarse con los factores crecientes de energía empleados en la VMD para" vencer completamente todos los problemas que este efecto causaría. "", Las cargas en una fila de barrenos dada deben deto-. nar de forma tan simultánea como sea posible. Cuando existan desfases apreciables, la primera carga detonada encuentra más dificultad en crear el corte necesario entre barrenos, tal como se ha podido constatar en las voladuras de precorte. Si la primera carga tiene tiempo suficiente para separar independientemente la roca que tiene por delante, la velocidad hacia el frente de ese volumen prismático estará limitada por las fuerzas de cizallamiento impuestas por la roca remanente en las caras laterales. En cuanto al tiempo de retardo entre filas, éste debe ser tan grande como sea posible, siempre que se garantice la ausencia de cortes o descabezamientos. El tiempo mínimo de retardo recomendado es de 7 ms/m de piedra, llegándose en algunos casos hasta los 270 - j1 t1- 0.8 0.9 1.0 1.2 11 1.3 RELACION AL TURAI ANCHURA 1: 1.0 1: 1.5 '- 1: 2.0 CONSUMOE3PEClFICO (kg/m'¡ Curvas de desplazamiento de roca en función de los consumos especificas. 30 ms/m de piedra con el fin de conseguir que la roca de cada fila esté lo menos confinada posible por la de filas precedentes. El tiempo de retardo entre filas de barrenos tiene unos efectos importantes sobre el daño al carbón y los resultados globales de las voladuras. Por otro lado, en voladuras de muchas filas interesa aumentar el tiempo de retardo entre éstas conforme las cargas se encuentren más alejadas del frente libre original, en lugar de mantener constante dicha variable. Así, por ejemplo, en una voladura de siete filas, si el retardo entre la 1 y la 2 es de 50-75 ms entre las filas 6 y 7 se puede llegar a decalajes mayores, entre 125 y 175 ms. Como es lógico, con esta medida se consigue que la roca de las primeras filas no impida de forma progresiva el desplazamiento horizontal de la procedente de filas posteriores. 6.1.11. Tipo de explosivo Como consecuencia del incremento del consumo específico es necesario maximizar el empleo de explosivos baratos como el ANFO. Estos productos al tener una alta relación EB/ET proporcionan un considerable desplazamiento de la roca por unidad de energía disponible. En ocasiones, en barrenos de gran diámetro, se han utilizado mezclas de ANFO con poliestireno, pues proporcionan más energía para proyectar determinados tipos de roca. '--- "-- "--- , ~ '- '- ',- '-- '- '- '- '- '- '- "- '- ',-
./ 6.1.12. Cebado En el proceso de detonación de los explosivos, la ./ velocidad a la que se propaga la onda de choque, VD, tiene influencia sobre la relación de energías desarrolladas. Cuando la VD aumenta, la ES decrece a costa de ..J la ET, manteniéndose constante la energía total. En barrenos de gran diámetro es práctica habitual el cebado axial con cordón detonante y el cebado puntual ./ con multiplicadores, de forma tal que se consiga una VD inferior a la de régimen del ANFO. Con el fin de conseguir el mayor rendimiento, el cebo debería estar realmente en el centro de la columna de ./ explosivo, pues de esta manera se reduce el tiempo de reacción de las cargas y, lo que es más importante, las columnas de retacado y los planos inferiores del piso ./ muestran una mayor efectividad en prevenir el escape prematuro de los gases de explosión. ./ 6.1.13. Consumo específico o factor de energía . En operaciones convencionales de perforación y ./ voladura el consumo específico se suele expresar en kg/m3. Este es un criterio de diseño muy pobre, en el mejor de los casos. Cuando se realizan VMD el consumo específico con estas unidades es aún menos significativo. Debe tenerse en cuenta que la velocidad de movimiento y el desplazamiento lateral de la roca están ./ relacionados por la masa de ésta, más que con su volumen. Por consiguiente, es preferible utilizar el consumo específico con unidades de kg/t. / / / / / / / / / Como la energía por unidad de peso varía con la composición química del explosivo, se debería utilizar, como criterio de diseño, un factor de energía mejor que un factor de consumo. Es la cantidad de energía de los explosivos (no el peso del explosivo) lo que controla el desplazamiento de cada tonelada de roca. Los valores de energía por tonelada no deben utilizarse como único criterio de diseño de las voladuras. Por ejemplo, dos voladuras con los mismos factores de energía, pero con unas distribuciones de carga desiguales, pueden dar lugar a desplazamientos de roca bastante diferentes. La situación se complica a conti- SISTEMA ESTRATIGRAFICO ",' TABLA 20.12 nuación si se tienen en cuenta los dos tipos de energía que desarrolla un explosivo (Energía de Tensión y Energía de Burbuja).Dos voladuras con el mismo factor de energía por tonelada, una con ANFO a granel y la otra con un hidrogel bombeable, no ofrecerán resultados comparables. La superioridad, en términos de desplazamiento, del ANFO será más evidente en estratos débiles y porosos, pues el hidrogel contiene un mayor porcentaje de Energía de Tensión que se disipa rápidamente pulverizando y superfragmentando la roca en la proximidad inmediata de la pared del barreno. Dado que la fragmentación es de importancia secundaria en los trabajos con VMD, el porcentaje de energía disponible que es consumido en crear superficies nuevas en la roca debe ser minimizado. La mayor cantidad de energía de la voladura debe ir destinada a desplazar el máximo volumen de roca. Es lógico pensar que la energía por tonelada para una VMD sea considerablemente mayor que en una voladura convencional. Si el consumo específico en una mina es X, al realizarse las VMD se suele llegar a valores de 2 y 3 X. 6.2. Método de diseño de D'Appolonia Consulting Engineers Un método de cálculo de las voladuras de máximo desplazamiento es el desarrollado por D'Appolonia Consulting Engineers. Aparentemente, resulta complejo pero es sencillo de aplicar pues sólO se utilizan cuatro ábacos y cinco ecuaciones. Los tipos de roca quedan caracterizad9s por lo que denominan el Factor de Energía de Tensión y el Factor de Volabilidad. Algunos ejemplos son los que se recogen en la Tabla 20.12. Para mejor comprensión se aplica el método al siguiente ejemplo de voladura: - Diámetro de perforación D = 152 mm - Factorde EnergíadeTensiónFE, = 3 (Ese mismo valor se emplea por defecto si se desconocen las características de las rocas.) - Altura de banco H = 7,5 m RESISTENCIA A FACTOR DE FACTOR DE CLASIFICACION LA COMPRESION ENERGIA DE VOLASILlDAD (MPa) TENSION (FE,) (FV) Terciario I 27 2,9 2,5 11 30 2,9 2,5 111 66 3,3 2,8 Cretáceo II 21 2,8 2,5 111 49 3,1 2,7 Pensilvaniense VI 87 3,5 2,6 VII 122 3,9 2,4 VIII 108 3,7 2,5 271
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