Optimización de Voladuras: Técnicas de Perforación y Fragmentación de Roca

Factores Críticos en la Planificación de Voladuras

La voladura debe considerar la geología del material, la fragmentación necesaria para el material, y el diámetro y profundidad del orificio.

Influencia de la Geología en la Fragmentación

Una roca muy dura y quebradiza explotará con menos dificultad que una roca suave y esponjosa. En las costuras horizontales finamente laminadas, la roca generalmente se rompe y se fragmenta adecuadamente con cargas y espaciados relativamente grandes, utilizando una baja proporción de explosivos. Por el contrario, las formaciones masivas con pocas laminaciones requieren cargas y espacios estrechos, además de una alta proporción de explosivos.

Una mayor proporción de explosivos mejorará suficientemente la fragmentación para compensar los costos agregados, al reducir las necesidades de mantenimiento y aumentar la producción.

Determinación del Diámetro del Agujero

El diámetro del agujero depende en gran medida de la geología de la roca, la fragmentación necesaria, la altura de la cara del pozo y la economía general de la operación (inversión inicial y costos operativos).

Dinámica de la Onda de Estrés

Onda de estrés: la magnitud y la forma de esta onda que se mueve rápidamente depende del tipo de roca y explosivo, el número de puntos de cebado, la distancia desde el agujero, la longitud de la columna en relación con el diámetro del agujero y la relación de la velocidad de detonación con la velocidad de propagación de la roca.

Importancia de los Planos de Fractura

Los planos de fractura de la roca son importantes para determinar el patrón de explosión. Si los planos de fractura están muy separados, las fracturas radiales de las ondas de esfuerzo de propagación se interrumpirán y se producirá una fragmentación deficiente. Para mejorar la fragmentación, se debe reducir la carga de los agujeros y el espaciado. Con planos de fractura muy espaciados, el material se puede romper más fácilmente con orificios de mayor diámetro.

Uso de Detonadores y Tiempos de Demora

Los detonadores duplican el tiempo de demora en la última fila de material. Esto permite más tiempo para que la roca que está delante de la última fila avance y aumente el área de alivio. Esta práctica, conocida como "omitir un período", también reduce la acción de rasgadura hacia arriba y la rotura hacia atrás en la cara.

Tipos de Patrones de Perforación

Los patrones de perforación principales son:

• Patrón cuadrado: tiene igual carga y espacio. Los agujeros en cada fila están alineados detrás de los agujeros en la fila delantera.
• Patrón rectangular: tiene menos carga que el área de separación.
• Patrón escalonado: puede tener igual carga y espacio. Sin embargo, se usa más a menudo con menos carga que el espaciado. Los agujeros en las filas alternativas están centrados detrás de los espacios en la primera fila. El patrón escalonado generalmente requiere agujeros adicionales para lograr un banco uniforme en cada extremo de la explosión.

Distribución de Explosivos y Fragmentación

La distribución de explosivos es generalmente el factor más importante para determinar la fragmentación. Se controla mediante el diámetro del orificio, la carga y el espaciado. Una regla general requiere la mitad de los explosivos en el tercio inferior del agujero.

Subdrilling y Stemming (Retacado)

La cantidad de subdrilling necesaria está influenciada por la formación, la carga en los hoyos y el número de filas que se están realizando. A medida que aumenta el número de filas, también se debe aumentar la cantidad de subperforación en las filas posteriores.

Stemming (Retacado): un factor importante que controla la roca voladora es cuán cerca está la columna de explosivos que se carga en el collar del agujero con material de vástago. Considere la formación, la proporción de explosivos, la cantidad de roca voladora tolerable y use su juicio y experiencia.

Aplicación de Agujeros de Serpiente

Los agujeros de serpiente son agujeros horizontales perforados en una cara relativamente baja para explotar la roca. El éxito depende de la formación, que debe estar fragmentada solo por el movimiento, ya que no es posible lograr una distribución razonable de explosivos. El potencial de separación de la columna es extremadamente alto al cargar agujeros de serpiente con explosivos de cartucho.