La geologia y sus efectos en la voladura

1. GEOLOGIA Y SUS EFECTOS EN
VOLADURA

2. GEOLOGIA Y SUS EFECTOS EN
VOLADURA
ESTRUCTURA DE LA ROCA
Debido a:
• Su formación,
• Edad, y
• Diversos eventos
geológicos que han
sufrido.
Las rocas
presentan:
• Diversas estructuras
secundarias.
Que influyen
en:
• Su fracturamiento
con explosivos.

3. ESTRUCTURAS SECUNDARIAS
A)Estratificación
• Generalmente
ayudan a la
fragmentación.
B)Esquistosidad
• Se rompen
fácilmente.
C)Fractura D)Fallas
• En perforación
reducen los
rangos de
penetración.
E)Contactos

4. ESTRUCTURAS DE LAS ROCAS
A) Estratificación o
bandeamiento B) Esquistosidad
 Planos que dividen a las capas o
estratos de las rocas sedimentarias
de iguales o diferentes características
físicas (litológicas); también ocurren
en ciertos casos de disyunción
enrocas granitoides.
 Generalmente ayudan a la
fragmentación.
 Bandeamiento laminar que
presentan ciertas rocas metamórficas
de grano fino a medio con tendencia
a desprender láminas.
 Se rompen fácilmente.

5. ESTRUCTURAS DE LAS ROCAS
E) Contactos
 Planos de contacto o descontinuidades entre estratos o capas
del mismo material o de diferentes tipos de roca.

6. ESTRUCTURAS DE LAS ROCAS
C) Fracturas D) Fallas
 En las rocas, en las que no hay
desplazamiento, se presentan en
forma perpendicular o paralela a los
planos de estratificación o mantos en
derrames ígneos, con grietas de
tensión (diaclasas), grietas de
enfriamiento (disyunción) y otras.
 El espaciamiento entre ellas es
variable y en algunos casos presentan
sistemas complejos entrecruzados.
 La abertura, también variable, puede
o no contener material de relleno.
 Fracturas en las que se presenta
desplazamiento entre dos bloques.
 Usualmente contienen material de
relleno de grano fino (arcilla, panizo,
milonita) o mineralización importante
para la minería.
 En perforación reducen los rangos de
penetración, y pueden apretar o
trabar a los barrenos.
 Las rocas son propicias a sobre rotura
(over break, back break) junto a los
planos de falla.

7. INFLUENCIA DE ESTAS ESTRUCTURAS
A.- POCAS ESTRUCTURAS O ESTRUCTURAS AMPLIAMENTE SEPARADAS
B.- ESTRUCTURAS APRETADAS
C.- ESTRATIFICACION PLANA U HORIZONTAL
RUMBOY BUZAMIENTO DE ESTRATOSY FALLAS

8. A.- POCAS ESTRUCTURAS O ESTRUCTURAS
AMPLIAMENTE SEPARADAS
DESVENTAJA PARA FRAGMENTACION
POR LOS SIGUIENTES MOTIVOS
SOLUCIONES FACTIBLES
 Interrupción de las ondas sísmicas
o de tensión.
 Fallas de confinamiento.
 A menudo enormes variaciones
en dureza y densidad entre los
estratos (incompetencia).
 Preformación de pedrones
sobredimensionados.
 Sopladura de taladros por escape
de gases
 En perforación, menor rango de
perforación y desviación cuando
no se perfora
perpendicularmente al
bandeamiento.
 Empleo de explosivos densos y de
alta velocidad.
 Empleo de cargas espaciadas.
 Intervalos de iniciación más
cortos entre taladros (favorable
para la fragmentación y para
reducir vibraciones).
 Ajuste de mallas de perforación,
más apretadas.

9. B.- ESTRUCTURAS APRETADAS
Ventajas
Algunos aspectos técnicos pueden
bajar costos en estas condiciones:
 Normalmente son una ventaja,
mejor transmisión de las ondas de
tensión con mejor fragmentación y
control del disparo.
 Las rocas con baja resistencia junto
con bandeamiento apretado, con
las lutitas y esquistos presentan
buena fragmentación.
 Explosivos y cebos de menor
velocidad y densidad son efectivos
en estas rocas (areniscas, lutitas,
esquistos, etc.).
 Tiempos de intervalo más largos
resultan más efectivos para el
desplazamiento y son favorables
para reducir las vibraciones.
 Se consiguen mayores rangos de
velocidad de perforación.
 Se puede incrementar la producción
ampliando el burden y el
espaciamiento e incrementando el
diámetro de taladro pero debe
controlarse la vibración.

10. C.- ESTRATIFICACION PLANA U
HORIZONTAL
 Estructuras predecibles.
 La perforación perpendicular a estratos horizontales.
 Reduce la probabilidad de que se traben o agarren los barrenos.
 Los taladros son verticales y rectos ya que estos planos no afectan por
desviación.
 En estas condiciones son factibles de aplicar opciones técnicas en
mallas, inclinación de taladros y sistemas de inclinación para mejorar
la voladura. Por otro lado estratos o discontinuidades en ángulo
pueden desviar los taladros.

11. D.- RUMBO Y BUZAMIENTO DE ESTRATOS
Y FALLAS
 El rumbo indica la dirección de la estructura (con relación a los puntos
cardinales o norte geográfico) y
 El buzamiento el ángulo de inclinación con respecto a la horizontal.
 Ambos indican cuando o no los taladros atravesarán perpendicular o
transversalmente a las estructuras.

12. 1.- RUMBO
Casos Principales

13. RUMBO
A.- RUMBO EN ANGULO CON LA CARA LIBRE
B.- RUMBO PERPENDICULARA LA CARA LIBRE
C.- RUMBO PARALELO A LA CARA LIBRE

14. • Fracturas o fallas en ángulo con la cara libre
contribuyen a mejor fragmentación con aceptable
rotura final y rotura hacia atrás (back break).
• Buena condición para voladura.
A
• Fractura o fallas perpendiculares a la cara libre (entre
los espaciamientos de taladros) tienden a contribuir
con rotura de bloques.
• Poca rotura final.
• Considerable rotura hacia atrás.
• Mala condición para voladura.
B
• Fallas y fracturas provocan fracturamiento
sobredimensionada.
• Mala rotura final pero generalmente una pared
posterior estable.
• Mala condición para fragmentación por voladura.
C

15. RUMBO
EFECTOS NEGATIVOS EN LA
PERFOMANCE DE LAVOLADURA
 Roca con estructuras complicadas.
 Zonas de incompetencia.
 Rocas con zonas competentes intercaladas con zonas
incompetentes.

16. RUMBO
SOLUCIONES FACTIBLES
1. Efectuar voladuras de prueba, si esto es posible.
2. Diseñar la voladura para que la cara libre se desplace en un ángulo con las
estructuras geológicas. Esto puede o no ser posible y puede involucrar
alteraciones en los intervalos de retardo.
3. Procurar la mejor distribución de la carga explosiva para sobreponerla a las
estructuras, aplicando algunas de las siguientes opciones: a. Ampliar los
espaciamientos paralelos a las fisuras y reducir los burdenes
perpendiculares a las fisuras. b. Aplicar la malla en echelón si fuera
conveniente. c. Enfocar la dirección del ángulo de movimiento de las
salidas.
4. Reducir la malla.
5. Emplear menor diámetro de taladros, lo que proporciona mejor
distribución del explosivo y notoriamente mayor control de la voladura.
6. Perforar taladros satélites entre los taladros de producción.
7. Experimentar con diferentes intervalos de retardo. Intervalos cortos son a
menudo efectivos en estructuras sobresalientes.

17. 2.- BUZAMIENTO
Casos

18. A) PERFORACION Y VOLADURA CON EL
BUZAMIENTO A FAVOR
 En este caso se puede esperar lo
siguiente: mayor rotura hacia
atrás, ya que la gravedad trabaja
contra la operación de voladura.
 Mejor utilización de la energía del
explosivo porque los estratos
yacen hacia los taladros
presentando menor resistencia al
empuje.
 Piso del banco más plano o
regular con menos problemas de
bancos, mayor desplazamiento
desde la cara libre lo que resulta
en una mejor formación de la pila
de escombros.
 Por otro lado hay la posibilidad de
piedras volantes de la cresta del
banco.

19. Soluciones factibles
1) El empleo de taladros inclinados reduce la
rotura hacia atrás.
2) Ampliando el tiempo de retardo de la
inclinación de la última fila de taladros se
puede lograr un buen perfil de la cara final
del banco.

20. B) PERFORACION Y VOLADURA CON EL
BUZAMIENTO EN CONTRA
 Menor rotura hacia atrás
debido a que los estratos
buzan dentro del banco.
 La resistencia al pie del
banco se incrementa
dificultando su salida, por
lo que se requiere mayor
carga explosiva de fondo,
 Piso del banco irregular,
 Menor desplazamiento
desde la cara libre, que
resulta en una pila de
escombros más elevada.

21. Soluciones factibles
Si se presentan lomos o toes:
1) Perforar taladros inclinados para eliminar la posibilidad de
lomos.
2) Perforar taladros satélites para eliminar los lomos.
3) Explosivos de alta energía en las áreas de formación de
lomos pueden ayudar a mejorar el nivel del piso, la sobre
perforación adicional también puede ayudar a mejorar el
nivel del piso.

22. C.- PERFORACION Y VOLADURA
CON EL RUMBO EN CONTRA
En esta situación se espera encontrar las condiciones más desfavorables para la
perforación y voladura.
1) Piso del banco irregular, frecuentemente con forma “dentada” cuando se intercalan
estratos de rocas de diferentes características.
2) Rotura hacia atrás irregular, con entrantes y salientes.
3) Desfavorable orientación de la cara libre, que requiere de trazos de voladura
adecuados.

23. ESTRUCTURAS INESTABLES
En muchas canteras y tajos abiertos, por razones geológicas y de
estabilidad de taludes se presentan problemas de deslizamiento de
diferentes tipos y proporciones que comprometen la seguridad de las
operaciones.
Estos deslizamientos están vinculados a fallamiento, presencia de agua ,
roca alterada o descompuesta , presencia de material arcilloso, taludes de
banqueo muy empinados que crean zonas criticas.

24. ZONAS CRITICAS
 En estas zonas críticas es necesario controlar las
vibraciones generadas por voladura, empleando
detonadores de retardo con períodos de 8 a 10
milisegundos entre taladros.
 Limitar la carga explosiva total (factor de carga) y
 Disparar tandas de pocos taladros, para evitar
incrementar su desplazamiento.
 Generalmente las voladuras son monitoreadas con
sismógrafos para controlar el nivel de vibraciones y
efectuar los ajustes de tiempo y carga necesarios.

25. B.- ESTRUCTURAS
ENTRABAJOS
SUBTERRANEOS

26. ESTRUCTURA EN TRABAJOS
SUBTERRANEOS
Las mismas consideraciones sobre
estructuras geológicas se aplican en trabajos
de subsuelo.
Caso especial son los túneles, galerías,
rampas y piques donde los sistemas de
fracturas dominantes afectan a la perforación
y voladura

27. Los sistemas dominantes clasificados
con relación al eje del túnel son tres
A. Sistema de fracturas y juntas perpendiculares al eje del
túnel.-
B. Sistema de fracturas o juntas paralelas al eje del túnel
(planos axiales).
C. Sistema de fracturas o juntas en ángulos variables con
relación al eje del túnel.

28. Los sistemas dominantes clasificados con
relación al eje del túnel son tres
La situación real a veces se complica cuando estos sistemas se intercalan, dificultando la
perforación y facilitando la fuga de gases, aunque la fragmentación puede ser menuda.
• Por lo general se espera los mejores resultados
de voladura en estas condiciones.
A
• En estas condiciones a menudo resultan
taladros quedados (tacos) de distintas
longitudes y excesivamente irregulares
condiciones en la nueva cara libre.
B
• En estos casos usualmente los taladros de un
flanco trabajan mejor que los del otro. Puede
decirse que los del lado favorable trabajan a
favor del buzamiento.
C

29. SISTEMAS DE FRACTURAS
a) Las fracturas espaciadas generan bolones.
• Los taladros requieren cargas concentradas de alto impacto y velocidad.
b) Las fracturas apretadas producen fragmentación menuda.
• Se prefiere explosivos lentos, menos trituradores pero mas impulsivos.

30. DIACLASAMIENTO EN CAPAS DE
ROCA DELGADAS

31. RESUMEN
Tienen definitiva influencia en la fragmentación y
desplazamiento del material a volar:
• La disyunción o fisuramiento por contracción en las rocas ígneas.
• las grietas de tensión o diaclasamiento .
• los planos de estratificación en las sedimentarias.
• los planos de contacto o discontinuadas entre formaciones geológicas
distintas y especialmente las falla
Por lo que deben ser evaluadas en el mayor detalle
posible en el planeamiento del disparo.

32. RESUMEN
Otras condiciones geológicas importantes:
Amortiguan la onda sísmica
 Excesiva porosidad.
 Presencia de oquedades.
 Geodas.
 Venillas de yeso y sal

33. RESUMEN
La presencia de agua
 Tiene el mismo efecto de amortiguar las ondas sísmicas.
 Además de obligar el empleo de explosivos resistentes al
agua.
 Y en muchos casos efectuar un bombeo previo para drenar
taladros.

34. RESUMEN
Cuando el terreno presenta altas temperaturas
 Pueden causar detonaciones prematuras.
 Así como algunos sulfuros (pirita, marcasita) que en estas
condiciones pueden reaccionar con explosivos en base a
nitratos, generando SO₂ y calor que descomponen al
explosivo.