MECNICA DE ROTURA DE LAS ROCAS PROCESOS DE FRAGMENTACIN Y TEORAS

MECNICA DE ROTURA DE ROCASPROCESO DE FRACTURACINLa fragmentacin de rocas por voladura comprende a la accin de un explosivo y a la consecuente respuesta de la masa de roca circundante, involucrando factores de tiempo, energa termodinmica, ondas de presin, mecnica de rocas y otros, en un rpido y complejo mecanismo de interaccin.

Este mecanismo an no est plenamente definido, existiendo varias teoras que tratan de explicarlo entre las que mencionamos a:Teora de reflexin (ondas de tensin reflejadas en una cara libre).Teora de expansin de gases.Teora de ruptura flexural (por expansin de gases).MECNICA DE ROTURA DE ROCAS

Teora de torque (torsin) o de cizallamiento.Teora de craterizacin.Teora de energa de los frentes de onda de compresin y tensin.Teora de liberacin sbita de cargas.Teora de nucleacin de fracturas en fallas y discontinuidades.MECNICA DE ROTURA DE ROCAS

Una explicacin sencilla, comnmente aceptada, que resume varios de los conceptos considerados en estas teoras, estima que el proceso ocurre en varias etapas o fases que se desarrollan casi simultneamente en un tiempo extremadamente corto, de pocos milisegundos, durante el cual ocurre la completa detonacin de una carga confinada, comprendiendo desde la fragmentacin hasta el total desplazamiento del material volado.MECNICA DE ROTURA DE ROCAS

La rotura de rocas requiere condiciones fundamentales como:1. Confinamiento del explosivo en el taladro.2. Cara libre.3. Relacin entre dimetro del taladro a distancia ptima a la cara libre (burden).5. Condiciones geolgicas, parmetros del taladro y explosivo para generar el fisuramiento cilndrico radial y la consecuente rotura flexural.MECNICA DE ROTURA DE ROCAS4. Relacin burden-altura de banco y profundidad del taladro.

1. COLUMNA EXPLOSIVAINICIADORSUFICIENTETACOINERTECARGAEXPLOSIVACONFINADABURDENSOBREPERFORACINCARALIBREFASES DE LA MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO CON CARA LIBRETALADRO

LAS ONDAS O FUERZAS DE COMPRESIN GENERADAS EN EL TALADRO VIAJAN HACIA LA CARA LIBRE ONDAS SISMICASLAS ONDAS QUE ESCAPAN PRODUCEN CONCUSIN Y ONDAS SSMICASFASES DE LA MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO CON CARA LIBRE 2. PROPAGACIN DE LA ONDA DE SHOCK

FASES DE LA MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO CON CARA LIBRE3. AGRIETAMIENTO POR TENSINLAS ONDAS SE REFLEJAN EN LA CARA LIBRE Y REGRESAN EN FORMA DE FUERZAS DE TENSIN QUE AGRIETAN A LA ROCA.SE NOTA YA LA EXPANSIN DE LOS GASES

FASES DE LA MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO CON CARA LIBRE4. ROTURA DE EXPANSINROTURA ADICIONAL POR DESCOSTRELOS GASES AALTA PRESIN SE EXPANDEN RPIDAMENTE PENETRANDO EN LAS GRIETAS DE TENSIN INICIANDO LA ROTURA RADIAL Y EL DESPLAZA-MIENTO DELA ROCA

FASES DE LA MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO CON CARA LIBRE5. EXPANSIN MXIMA (ROTURA FLEXURAL) LOS GASES PRESIONAN AL CUERPO DE ROCA ENTRE EL TALADRO Y LA CARA LIBRE, DOBLNDOLA Y CREANDO PLANOS DE ROTURA HORIZONTALES ADICIONALES

FASES DE LA MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO CON CARA LIBRE6. FASE FINAL: FORMACIN DE LA PILA DE ESCOMBROS LOS GASES EN CONTACTO CON EL MEDIO AMBIENTE PIERDEN FUERZA Y EL MATERIAL TRITURADO CAE AL PIE DE LA NUEVA CARA LIBRE

ESQUEMA DE AGRIETAMIENTO RADIAL DE LA ROCA

ESQUEMA DE AGRIETAMIENTO RADIAL DE LA ROCA Y LA INFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS

ROTURA DE CRTER

MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO SIN CARA LIBRE (CRTER)COLUMNA EXPLOSIVATACO INERTEBOOSTER1. TALADRO DE CRTER

MECNICA DE ROTURA DE UN TALADRO SIN CARA LIBRE (CRTER)2. DETONACINONDAS DE TENSIN, SLO EN LA CARA LIBRE SUPERFICIAL

INFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS

ZONA DEAGRIETAMIENTORADIALANILLO DEROCA PULVERIZADAONDAS DE CHOQUEREFLEJADASCARA LIBREINFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS1. ESPACIAMIENTO ADECUADOESPACIAMIENTO

CARA LIBREINFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS2. ESPACIAMIENTO MUY CORTO (PROYECCIN EXCESIVA) ESPACIAMIENTOSOBREROTURAINFLUENCIA ENTRETALADROSANILLO DEROCA PULVERIZADA

ANILLO DEROCA PULVERIZADACARA LIBREINFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS3. ESPACIAMIENTO MUY AMPLIO (LOS TALADROS SE SOPLAN)ESPACIAMIENTO

INFLUENCIA DEL ORDEN DE SALIDA DE LOS TALADROS CONTIGUOS

DISEO DE MALLAVOLADURA SUBTERRNEA1,5 m3,5 mN Taladros = 40 cargados + 2 de alivioEJEMPLO

PUNTO DE INICIACINDISEO DE MALLAVOLADURA DE SUPERFIEEJEMPLO

DISEO DE MALLAVOLADURA DE SUPERFIEEJEMPLO

VARIABLES CONTROLABLES EN LA VOLADURAPERFORACIN DIMETRO DE TALADRO LONGITUD DE TALADRO DISTRIBUCIN DE TALADROS (MALLA DE PERFORACIN) RADIO ESPACIO/ BURDEN ANGULARIDAD Y/O PARALELISMO SOBREPERFORACIN LONGITUD DE TACO TIPO DE TACO INERTE CARAS LIBRES DISPONIBLES TIPO DE CORTE O ARRANQUE DIRECCIN DE SALIDA DE LOS TIROS ALTURA DE BANCO PROFUNDIDAD DE AVANCE (EN SUBSUELO) CONFIGURACIN DEL DISPARO DIMENSIN DE LA VOLADURA

VARIABLE CONTROLABLES PERFORACIONCondiciones geolgicas adversasTaladros con aguaTaladrosperdidosCut - offs: cortes por diversos motivos:geologa y otrosErrores en el orden de encendido de los retardosEfecto Canal(Dead Pressing) Presin de muerte, densidadConfinamiento insuficienteInsuficiente disponibilidad de energaMezclaexplosivaCebadoinsuficienteCompatibilidad del cordnAntigedadde almacenaje(edad-shelf life)Errores de carga del taladroCAUSASInapropiada seleccin de tiemposDispersinde retardosGolpe de agua(Water Hammer)Mezcla de diferentes tipos o marcas de detonadores de retardoEjecucin del Plan de disparo

Propagacin

Errores de perforacinErrores de tiemposError con el tipo de iniciador o incompatibilidad