Optimización de Voladuras: Conceptos Esenciales y Control de Fragmentación

Conceptos Clave en Voladura y Fragmentación de Roca

Este documento aborda preguntas fundamentales sobre técnicas de voladura, cálculo de burden, control de riesgos y principios de fragmentación de roca en operaciones mineras y de construcción.

1. Alternativa: Factor de Carga

Respuesta: b y c

2. Diferencia entre Ash y Langefors para el Cálculo de Burden

Existen diferentes metodologías para determinar el burden (distancia de la carga explosiva a la cara libre más cercana), cada una adecuada para distintas condiciones de voladura:

• Ash: Este método es idóneo para establecer parámetros de voladura en bancos altos, utilizando diámetros de perforación grandes y explosivos a granel. El burden se puede corregir con un factor (kb), y todos los demás parámetros están en función del burden, corrigiéndose con un factor (k).
• Langefors: Se aplica preferentemente para diámetros de perforación pequeños.
• Livingstone (Método del Cráter): Utilizado para validar esquemas de voladura ya en uso. Consiste en realizar perforaciones de diferentes longitudes, cargarlas con explosivo del mismo tamaño, hacerlas detonar y observar cuál deja el cráter más grande para encontrar la profundidad crítica y la óptima.

3. ¿Qué hacer para evitar el Flyrock si el estrato cerca del collar del pozo es duro?

Para mitigar el riesgo de flyrock (proyección incontrolada de roca) cuando el estrato superior es duro, se pueden tomar las siguientes medidas:

• Colocar una carga puntual centralizada en la columna del tramo.
• Perforar pozos satélites.
• Achicar la malla y dejar menos taco para que el explosivo pueda fragmentar la roca en la zona del taco.

4. Tipos de Tronadura Controlada y los más Utilizados

Las técnicas de tronadura controlada buscan minimizar el daño al macizo rocoso remanente y mejorar la estabilidad de las excavaciones. Los tipos principales son:

• Precorte
• Recorte
• Línea de perforación
• Tiros amortiguados

Los más utilizados en la práctica son los tiros amortiguados y el precorte.

5. La Paradoja de la Voladura

La "paradoja de la voladura" describe el dilema inherente a esta operación:

“La tronadura es un complicado dilema con alcance de paradoja toda vez que por un lado, se desea maximizar la energía entregada por el explosivo para fragmentar y proyectar lo mejor posible una parte del macizo rocoso, mientras que por el lado contrario, el deseo a su vez es tratar de intentar minimizar la energía del mismo hacia la otra parte del macizo rocoso (remanente), para así producir el menor daño posible”.

6. Onda que Genera Mayor Fractura de la Roca

La teoría combinada de la fragmentación de roca por voladura establece que:

Una parte muy pequeña de la roca (aproximadamente 2 a 4 veces el diámetro del hoyo) se fractura y fragmenta por el esfuerzo compresivo inducido en el terreno por la onda de choque que proviene de la presión generada por la detonación de un explosivo. Posteriormente, esta onda continúa propagándose hasta alcanzar la cara libre, donde se refleja, generando esfuerzos de tensión. Son estos esfuerzos de tensión los que mayoritariamente fracturan y fragmentan la roca.

Nota: Los materiales en general son mucho menos resistentes a un esfuerzo de tensión que a uno de compresión.

Los gases a alta presión actúan posteriormente, colaborando con el proceso de fracturación/fragmentación y proyectando ("botada") la roca fragmentada.

7. Tres Factores de los que Depende el Burden

El burden, un parámetro crítico en el diseño de voladuras, depende principalmente de los siguientes factores:

1. Diámetro del hoyo: A mayor diámetro, mayor burden posible.
2. Densidad del explosivo: Explosivos más densos y potentes permiten un mayor burden.
3. Tipo de roca: Las propiedades geomecánicas de la roca (dureza, fracturación) influyen directamente en el burden óptimo.