Propiedades del macizo rocoso

JKMRC

Factores de roca ms importantes1. Grado de diaclasamiento y fracturamiento natural e inducido por la tronadura.

2. Orientacin de las diaclasas naturales.

3. Propiedades elsticas de la roca.

4. Densidad de la roca.

5. Angulo de friccin.

6. Resistencia cohesiva de la superficie de las fracturas.

Influencia en la fragmentacinDistribucin del tamao de bloque in situ

Orientacin de las diaclasas

Propiedades fsicas y mecnicas

ndices de tronabilidad

Grado de diaclasamiento

Define el bloque ms grande como resultado de la tronadura (Distribucin de tamao de bloque in situ)

Si FF es alta es fcil obtener una buena fragmentacin

Influencia de las Estructuras (Da Gama and Lopez Jimeno 1993)

Espaciamiento de las diaclasasDiaclasas muy espaciadasDiaclasas muy juntas

Orientacin de las estructuras

Orientacin de las estructuras

Orientacin de las estructuras

Orientacin de las estructuras

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS.

1. Mdulo de Young.2. ndices de resistencia (de compresin y tensin esttica)3. Densidad de la roca.4. Porosidad de la roca.5. Propiedades ssmicas (velocidades de propagacin)6. Dureza se usa frecuentemente y probablemente se define mejor en trminos de una combinacin de resistencia a la compresin y la densidad del material.

Resistencia a la Carga Puntual

Martillo Schmidt

CohesinFriccin

Indices de tronabilidad

Afrouz

Indice de tronabilidad de AfrouzM es cte. Roca intacta de Hoek & Brown (vara de 7 a 25)RMR calificacin del macizo rocoso de Beniawski(20 rocas dbiles y 100 para rocas de alta resistencia)

donde q es el factor de carga, B es el burden, S es el espaciamiento y H es la altura del banco.

Diseo de Tronaduras

SBBurden y EspaciamientoDefinicionesAltura de banco, Largo del pozo, pasadura, Burden and tacoHPasaduraLBTaco

PARAMETROS DE DISEOParmetrosDimetro de perforacin XBurdenEspaciamientoTipo de MallaTamao de la tronadura XInclinacin de los pozos XPasaduraFactor de energaCargas parcialesTacoPotencia del explosivoDensidad del explosivoAltura del banco X

Consideraciones sobre el diseo de tronadurasPropiedades fsicas de la roca (mineral y estril) dbil? competente? quebradizo? atenuacin?Caractersticas de los conjuntos de diaclasas masiva?Fracturas espaciadas?Alta densidad de fracturas?Conjuntos principales? Parmetros de perforacin tipo de perforadora largo de pozo dimetro de pozoAlineacin

Consideraciones sobre el diseo de tronaduras (cont.) ExplosivosTipo VOD resistencia al agua energa del gas tiempo de residencia sensibilidadGeometra de la tronaduraVolumen de expansin disponibleTamao y formaMalla (burden y espaciamiento)Carga completa o parciales

Consideraciones sobre el diseo de tronaduras (cont.)Iniciacin y primadoIniciacin puntual o lateralPrimado abajo o arribaCantidad y tipo de iniciadorSecuencia de iniciacin y tiempo de retardoParalelo o en VPerodos cortos o largos

Dimetro de los pozosFactores involucrados en la decisinCosto especfico de la tronaduraFragmentacin y la relacin entre el espaciamiento de los pozos y las fracturasControl de la exactitud de la perforacin y su efecto en la fragmentacin, seguridad e impacto ambientalTamao de la perforadora y al accesibilidad a los sitiosAltura del banco y la proporcin del pozo requerido para el taco

Seleccin del explosivoFactores que influyen en la seleccin:

La presencia de agua (activa o pasiva)El dimetro del pozoLas propiedades in situ de la rocaLos requerimientos de tronadura (fragmentacin y/o perfil de la pila)

Propiedades explosivos a granel

RESISTENCIA AL AGUA MEZCLAS ANFO / EMULSIN C.Orlandi - 1998

Seleccin del ExplosivoEmulsionesHANFOSANFO DILUIDOANFOResistencia de la rocaDensidad de Fracturas

Dimensiones de la malla de tronadura

Altura del bancoLa relacin de esbeltez, Sr, para las mallas de tronaduras, se define como:

donde hb es la altura del banco (m) y B es el burden (m). Sr > 2 es buenoSr = 3 es ptimoSr < 2 es malo

Profundidad del pozodonde Lmax es el largo mximo de hoyo que se puede perforar sin exceder el 10% de probabilidad de traslape en la pata de los pozos.

r = 0,03 para pozos verticales r = 0,04 para pozos inclinados

Definicin de PasaduraSJaa = 10 a 30J/B = 0 a 0,4

PasaduraEs la longitud del pozo por debajo del nivel de piso.

Mucha pasadura: mayores costos de perforacin, mayor nivel de vibraciones, y alta fragmentacin en la parte superior del banco inferior.

Poca pasadura: Problemas de patas, niveles de piso.donde Lsd es el largo de la pasadura (m), d es el dimetro de hoyo (m) y la constante Ksd vara de 8 a 12.

TacoEs la longitud del pozo que se rellena con material inerte para confinar y retener los gases producidos por la explosin.Poco taco: escape prematuro de los gases.Mucho taco: Generacin de bloques en la parte alta del banco, y alto nivel de vibraciones.En la practica las longitudes de taco aumentan conforme baja la competencia de la roca.Taco de aire reduce presin peak de hoyo lo que permite acortar longitud de taco superior

Eyeccin de tacoNo stemming ejectionWith stemming ejectionStemming ejection at 7.5ms030TiempoPresinPa1020

Stemming Blow Out

Retencin de la Energa del ExplosivoResultadoCostoConveniencia

T : taco en metrosd : dimetro de perforacion en metrosK : Cte. Entre 25 a 30Uso de gravilla en el taco debe ser considerado para esto se recomienda material de gravilla entre 1/10 a 1/ 15 del diametro de perforacin. Esto implica K = 20 a 35

Diseos de PerforacinUna distribucin uniforme de explosivos requiere una distribucin uniforme de pozosRectangular o Trabado?El amarre es lo que define el diseo real

Uso de mallas trabadas

Factor de cargaRelacin peso de explosivo al peso de la rocaConveniente, fcil de calcular y se relaciona a costosSBH

Variando el factor de cargaEspaciamientoIncrementando el BurdenConcentracin de cargaBurdenAl incrementar el burden disminuye la concentracin de carga

Factor de carga en 2 DAumentando el BurdenAumentando el espaciamientoEspaciamientoConcentracin de energa 2 DBurden

Factor de carga en 3 D

Distribucin de energaTotalParte superiorParte inferior

Factor de energa

Factor de energa = factor de carga * Potencia relativa en peso

La Implementacin lo es todo!

La diferencia entre estas tronaduras es la ingeniera!

501001502002501234567Dimetro pozo (mm)Burden (m)Determinacin del burden en funcin del dimetrode perforacin.Roca blandaRoca mediaRoca dura

Dinis Da Gama and Lopez Jimeno (1993) described the influence that the in situ block size can have on the energy consumption to achieve a certain degree of fragmentation schematically. The figure shows that the energy required to achieve the same degree of fragmentation is less for a highly fractured rock compared with a less fractured rock. The relationship between hole size, blast design parameters (burden, spacing stemming , hole inclination etc.) and the spacing between the major joint sets has a major influence on rock fragmentation.As shown in this slide in widely spaced joints a large diameter blasthole with wider burdens and spacing may generate a uniform fragmentation. However, if the joint spacing is less than the spacing between the holes there is a high probability some rockmass within the joints will not have any explosive energy. In such situation there will be no uniform fragmentation. Some portions of the blast will produce very fine fragmentation and other portions will produce coarse fragmentation. In such situations the blast design dimensions should be reduced to achieve a uniform fragmentation.In situations where the strike of the major joint set is parallel to the free face and the joints are dipping shallowly into the free face usually coarse fragmentation results from the collar portion. In such situations by reducing the stemming lengths or by placing a pocket charge the fragmentation can be improved.In a situation where the strike of major joint set runs parallel or sub parallel to the free face and vertical or near vertical, poor fragmentation (big slabs) may result. However even in this situation the relation ship between the joint spacing and blast design parameters is very important.In such situations uniform fragmentation may be achieved by closing the burdens and drilling inclined holes (parallel to the joints).In situations where the strike of major joint set is perpendicular to the free face the shape of the fragments will be narrow and blocky. In such situation it is essential to design the spacing in such a way that explosive is distributed uniformly in the rock mass in all joints. Otherwise it may result in coarse fragmentation. This type of joint orientation may also produce excessive over break.