Voladura - Accesorios

Minería MI3130, Departamento Ingeniería Civil de Minas, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile
Minería a cielo abierto:
Métodos de tronadura
Tomás Hidaldo, Iván López, Javier Pincheira, Alan Troncoso
Abstract
Mining in Chile is essential to the country’s economy because it has anomalies of different minerals.
In these processes, the country earns a lot of money as result of minerals exploitation. Mines who
get minerals oxides use the open pit method, because they are closer to the surface, using for them
development the mining blasting.
The mining blasting uses the chemical potential from different elements, to create explosions that it
use to different purposes either rocks fragment, or open new roads.
To use this tool in the mining industry, previous studies are required to obtain the most of their
explosion potential determined by the explosion’s type, rocks type near of the ore body and the
environmental conditions.
This paper will delve into the different blasting type, that are used in the open pit mines, focusing on
these main objectives sought in the processes of initiation and development to the company.
1. Introducción
Las voladuras son producidas por explosivos,
los cuales detonan para producir el efecto de
liberación violenta de energía, donde se
descomponen en gases con alta presión y
temperatura con liberación de calor.
Estos explosivos, se clasifican de forma
cinética y de forma energética dependiendo
de la velocidad de propagación y de la
cantidad de energía necesaria para su
activación respectivamente. La finalidad de
las explosiones es fracturar la roca, o lograr
un empuje de estas.
Para que una tronadura sea exitosa, tiene
que tener una secuencia estudiada, dividida
en 4 pasos que son:
Iniciacion: Efecto que inicia la detonación de
la columna explosiva
Conexión: Conectar todos los tiros entre sí a
fin de transmitir la propagación de energía
entre ellos
Secuencia Orden de salida que tendrán los
tiros en el diseño de tronadura

Activación: Fuente de energía inicial que
activa todo el conjunto de tiros de la
tronadura
Dependiendo del tipo de tronadura que se
desea realizar, se modificará algún punto.
Además, considera como factor importante,
el tipo de roca, la geometría de esta, la
dureza para elegir el mejor explosivo a
utilizar, considerando además un modelo de
tronadura, eligiendo una profundidad a la que
estará, la cantidad de aire que se dejara, el
burden, etc.
Las tronaduras, no necesariamente se
utilizan para la extracción de minerales, si no
para otras propósitos, utilizando las
tronaduras controladas, debido a las nuevas
tecnologías. Dividiendose en las de pre-corte,
amortiguadas y de producción.
Ahora se explicará los distintos tipos de
tronadura que se utilizan en la minería a cielo
abierto, tomando lo ahora mencionado en la
descripción de cada uno.
d
Figura 1: Esquema de un banco de tronadura
a cielo abierto
Donde:
T= Taco
B= Burden
H= Altura de banco
J= Pasadura
E= Espaciamiento
Exp= Carga con explosivos
2. Métodos de tronadura
2.1 TRONADURA DE PRECORTE
La tronadura de precorte tiene por finalidad
generar una línea de debilidad tras la
tronadura, esto debido a una serie de tiros en
una sola fila de excavación con el objeto de
generar una discontinuidad o plano de
fractura. Los tiros son generalmente del
mismo diámetro y sin pasadura.
Los beneficios de la tronadura de precorte
son:
·Formación de una pared de banco más
estable
·Generar el límite de penetración de la pala.
·Obtener las bermas programadas.
·Crear una percepción de seguridad.
El precorte debe permitir fracturar un plano
para atenuar vibraciones en la tronadura
principal, lo anterior depende mucho de la
calidad de las fracturas que se formen. Las
vibraciones serán menores, mientras éstas
crucen fracturas lo más abiertas y limpias
posibles.
A parte de las vibraciones, el empuje de
gases de explosión generados en las
tronaduras también es responsable de los
daños producidos en la pared final, por lo
tanto la línea de fractura generada por el
precorte también debe actuar como zona de
evacuación de gases.
2.1.1 Teoría del precorte
El objetivo de un precorte es minimizar las
presiones en el pozo para generar grietas
entre pozos adyacentes de la línea del
precorte. En este proceso es importante
considerar una línea de pozos con pequeño
espaciamiento, una baja densidad lineal de
carga de explosivo y una simultaneidad en la
iniciación de los pozos.
El plano de debilidad se genera mediante
una grieta que se extiende a lo largo de los
pozos de precorte y se determina mediante la
presión en las paredes del pozo. Para un

explosivo acoplado, la presión se calcula por
la expresión:
= 110 ∙
∙

Donde:
= Presión en las paredes del pozo ()

= Densidad del explosivo (/)

= Velocidad de detonación del
explosivo (/)
Para el cálculo de la presión en las paredes
del pozo de un explosivo desacoplado, se
utiliza la expresión:
= 110 ∙ ∙
∙

Donde f es la razón de desacoplamiento,
definida como la relación entre el volumen
del explosivo y el volumen del pozo. El
exponente n se estima igual a 1.25 para
pozos secos y 0.9 para pozos con agua:
=

∙

Donde:
= Diámetro explosivo
= Diámetro del pozo
= Largo del pozo
= Largo columna explosiva
2.1.2 Propiedades de la roca
Como en todas las prácticas de tronadura,
las características de la geología ejerce gran
influencia en sus resultados, especialmente
en el precorte.
a) Parámetros Resistivos:
Para minimizar el daño tras la fila del
precorte, el esfuerzo inducido no debiera
exceder la resistencia a la tracción de la roca,
en el plano. Pero para lograrlo se requiere
utilizar una línea de precorte con pozos
extremadamente juntos, lo cual se lograría
con cargas extremadamente pequeñas y con
iguales separaciones entre pozos.
b) Control Estructural
La naturaleza y orientación de las
discontinuidades en el macizo rocoso son
críticas en el resultado del precorte.
Los factores geoestructurales que afectan el
resultado del precorte son: La frecuencia de
fractura a lo largo de la línea de precorte, el
ángulo formado entre la línea de precorte y
las estructuras, y el relleno de las fracturas.
2.1.3 Diámetros de perforación
Los mejores resultados de precorte se
obtienen con diámetros pequeños de
perforación, sin embargo, hay que tomar en
cuenta la longitud del banco a perforar y las
desviaciones de los pozos.
2.1.4 Espaciamiento entre pozos
El espaciamiento entre los pozos del precorte
se reduce, si lo comparamos con el
espaciamiento en una fila amortiguada. Esta
disminución de espaciamiento se aplica
principalmente para que exista una
interacción entre pozos, debido a que a éstos
se les ha reducido la carga
considerablemente con el objeto de generar
bajas presiones en sus paredes. Existen
también algunas reglas para definir el
espaciamiento entre pozos, como por
ejemplo:
= ∙
Donde:
= Espaciamiento ()
= Diámetro de perforación ()
K es una constante entre 14 y 16 (algoritmo
propuesto por Sutherland en 1989).
La fórmula general que se utiliza y aplica
para el cálculo de espaciamiento en Chile es
la siguiente:
=! ∙
( + !$)
$

Donde:
= Espaciamiento ()
$ = Resistencia a la tracción de la roca
()
= Presión de detonación en el barreno
()
El espaciamiento no considera las
características estructurales de la roca
2.1.5 Factor de carga
=
4
∙
D'
(12R + 1)
∙ *
+,- ∙

(,.,
) ∙ /0,-
110,- ∙

- 1
Donde:
2 = Factor de carga (
-)
3 = Índice de acoplamiento
+ = Relación
-/0
/0 = Resistencia a la compresión no
confinado ()

= Densidad del explosivo (/!cm)

= Velocidad de detonación (/s)
2.1.6 Secuencia de salida
El precorte debe ser iniciado separada o
conjuntamente con la tronadura de
producción, sólo con una diferencia de a lo
menos 100 ms, previo a la tronadura de
producción.
Respecto a los intervalos entre pozos del
precorte, la teoría de formar una grieta de
tensión entre dos pozos
implica una detonación simultánea de ellos
2.1.7 Efectos de la exactitud de la
perforación
La importancia de la exactitud de la
perforación puede no ser considerada
cuando se diseña un precorte, pero
ésta tiene una gran relevancia debido al
paralelismo que debe existir entre pozos, ya
que de lo contrario,
puede ser la causa de perfiles irregulares.
2.1.8 Inclinación del precorte
Realizar un precorte mediante una
perforación inclinada permite maximizar los
beneficios respecto a la estabilidad de los
taludes. Estas inclinaciones fluctúan en el
rango de 15 a 30 grados, obteniéndose
mejores resultados cuando la inclinación es
mayor, aunque en estos casos la dificultad en
la perforación será mayor.
2.2 Voladura amortiguada
Provee algún control sobre el número de
fragmentos y la dirección en la cual estos
vuelan, esto permite que el equipo de carguío
se ubique muy cerca de la detonación sin
mayor riesgo. Usualmente se ocupan
diámetros menores de perforación y mallas
más reducidas con respecto a la tronadura de
producción.
Existen dos tipos de definición de este
método:
a) Por análisis de velocidad
crítica de la roca
b) Por reducción de presión en
las paredes del barreno
2.2.1 Análisis de velocidad crítica de la
roca
Se simulan las tronaduras, de modo de
predecir las vibraciones que se generen tras la
última fila de tiros. Es necesario definir el valor
máximo de velocidad de partículas que se
ocupará y a que distancia de la cara libre.
Para definir la malla se controlan las
variables diámetro de perforación y factor
de carga

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