Factores Determinantes en el Diseño de Mallas de Perforación y Voladura

Factores que determinan una malla de perforación

El diseño y la efectividad de una malla de perforación dependen de los siguientes elementos fundamentales:

• Tipo de roca y condiciones geológicas.
• Propiedades físico-mecánicas de la roca.
• Volumen de roca a ser volada.
• Trabajos de perforación.
• Tipo de explosivo y sus propiedades.
• Sistema de iniciación.

Tipo de roca y condiciones geológicas

Para un diseño eficiente, es necesario considerar las características estructurales del terreno:

• Estratificación y bandeamiento.
• Esquistosidad.
• Fracturamiento.
• Fallas.
• Contactos.
• Azimut de buzamiento.

Efectos de la geología

La fragmentación será controlada por las fracturas existentes. Los patrones de perforación más pequeños minimizan los efectos adversos de las grietas y fracturas. Es imperativo tener presente qué patrones de perforación mejoran o empeoran la distribución de la energía.

Propiedades físico-mecánicas de la roca

Se deben evaluar los siguientes parámetros técnicos:

• Resistencia a la compresión.
• Resistencia a la tensión.
• Frecuencia sísmica.

Volumen de roca para la voladura

Este parámetro comprende el área superficial delimitada por el largo de frente y el ancho, multiplicado por la altura del banco; de esta forma se obtiene el volumen de roca a ser volado. El volumen de roca a producirse por voladura estará en dependencia del régimen de trabajos de explotación que requiere la cantera para cumplir la producción establecida, considerando en todo momento la maquinaria a ser utilizada.

Condiciones de perforación

La perforación es la primera operación en la preparación de la voladura. Para ello, se deben tomar en cuenta las siguientes condiciones:

• Diámetro de perforación.
• Longitud de perforación.
• Rectitud.
• Estabilidad.

Malla de perforación

Es la forma en la que se distribuyen los tiros de una voladura, considerando la relación de burden (bordo) y espaciamiento, y su directa vinculación con la profundidad de los tiros. En el diseño de una voladura de banco se pueden aplicar diferentes trazos para la perforación, denominándose:

• Malla cuadrada.
• Malla rectangular.
• Malla triangular o alterna (basándose en la dimensión del burden).

Perforación específica

Es el número de metros que se tiene que perforar por cada metro cúbico de roca volada.

Perforación (Sobreperforación)

Es la profundidad a la cual se perfora el barreno por debajo del nivel del piso para asegurarse de que el rompimiento ocurra a nivel.

Dimensión del bordo (Burden)

La dimensión del bordo se define como la distancia más corta al punto de alivio al momento en que el barreno detona. El alivio se considera normalmente como la cara original del banco o bien como una cara interna creada por una hilera de barrenos que han sido disparados previamente con un retardo anterior.

La selección del bordo apropiado es una de las decisiones más importantes que hay que hacer en cualquier diseño de perforación y tronadura. Para definir la dimensión del bordo se utilizan distintas fórmulas empíricas, entre ellas:

Fórmula de Langefors

Considera además la potencia relativa del explosivo, el grado de compactación, una constante de la roca y su grado de fracturamiento MmÉl.

Espaciamiento

Es la distancia entre taladros de una misma fila que se disparan con un mismo retardo o con retardos diferentes y mayores en la misma fila. Se calcula en relación con la longitud del bordo, a la secuencia de encendido y el tiempo de retardo entre taladros.