Xvi. Geotécnica Tronadura

CURSO DE CAPACITACIN

GEOTCNICA RAJO ABIERTO

GEOTECNIA TRONADURA

VARIABLES CONTROLABLES

Dimetro de Perforacin Profundidad de Perforacin Profundidad de Pasadura Inclinacin de Perforacin Altura del Collar Altura del Taco Material del Taco Altura del Banco Patrn Proporcin Burden-

Espaciamiento

Tamao y Configuracin

Direccin de Tronadura Sistema de Iniciacin Secuencia de Iniciacin Nmero de Caras Libres Filas Amortiguadas Tipo de Explosivos Energa del Explosivo Geometra de la Carga Mtodo de Carga Agua (a veces controlable) etc

VARIABLES INCONTROLABLES

Geologa Propiedades y Resistencia de los

Materiales

Discontinuidades y Estructuras Condiciones Climticas Agua (a veces incontrolables) etc

OUTPUT

Fragmentacin Desplazamiento de Pila de

Escombros Perfil de la Pila de

Escombros Vibraciones Compresin de aire

(Airblast) Derrames atrs y al lado Tiros Fallidos Flyrock Etc

Explosivo Cargado

CONCEPTO DE TRONADURA

OBJETIVO DEL DISEO OBJETIVO

Fragmentacin Desplazamiento

de Pila de

Escombro

Perfil de Pila de Escombro

OPTIMIZAR

Vibraciones Airblast Derrame atrs y al

lado

Flyrock Tipos Fallidos Dao al Talud

MINIMIZAR

PARMETROS DEL SECTOR

Geologa Propiedades y Resistencia de los

Materiales

Discontinuidades y Estructuras Condiciones Climticas Agua

PARMETROS DE DISEO

Dimetro de Perforacin Profundidad de Perforacin Profundidad de Pasadura Inclinacin de Perforacin Altura del Collar Altura del Taco Material del Taco Altura del Banco Patrn Proporcin Burden-

Espaciamiento

Tamao y Configuracin Direccin de Tronadura Sistema de Iniciacin Secuencia de Iniciacin Nmero de Caras Libres Filas Amortiguadas Tipo de Explosivos Energa del Explosivo Geometra de la

CargaMtodo de Carga

Explosivo Cargado

ARCHIVO OBJETIVO

MODELO PRODUCCIN

CONCEPTO DE TRONADURA

0 50 100 150 200 250 300 35010 20 30 40 60 70 80 90 110 120 130 140 160 170 180 190 210 220 230 240 260 270 280 290 310 320 330 340

DISTANCIA TRONADURA (m)

0

1000

2000

3000

500

1500

2500

3500

PP

V [

ms

]

COMPORTAMIENTO DE LAS VIBRACIONESMODELO DE CAMPO LEJANO

CURVA DE DEVINE

Vp Unidad SPP

Vp Unidad SSEVp Unidades OXS/OXI

MODELO DE VIBRACIONES CAMPO LEJANO

Dao por tronadura

detrs de la cara del

banco Banco Original

Macizo

Rocoso No

Perturbado

TRONADURAS DE PRODUCCIN Y ZONA DE DAO

Tronaduras de Produccin Grandes, confinadas y con

poco o ningn control T=2 a 2.5 H

Tronaduras de Produccin sin control pero tronaduras

con una cara libre T=1 a 1.5 H

Tronaduras de produccin, confinadas, pero con algn

control, ej. una o ms filas buffer. T=1 a 1.2 H

Tronaduras de Produccin con algn control ej. una o

mas filas de buffer y tronadura con una cara libre. T=0.5 a 1.0 H

Tronadura de Produccin con cuidadoso control con

una cara libre. T=0.3 a 0.5 H

Tronaduras a pequea escala en taludes de ingeniera civil

resultando en un dao al macizo rocoso menor,

particularmente si se utiliza tronadura controlada como se

muestra es el lado izquierdo de la fotografa. Sin embargo,

esfuerzos de relajacin resultan en alguna perturbacin.

Taludes de mina a cielo abierto de grandes dimensiones

sufren significativos perturbaciones debido a la fuerte

produccin de tronaduras y tambin debido a los esfuerzos

de relajacin por remocin de sobrecarga.

En algunas roca blandas la excavacin puede ser llevada a

cabo por ripiado y carguo y el grado de dao al talud es

menor

D= 0.7

Buena

Tronadura

D= 1.0

Pobre

Tronadura

D= 1.0

Tronadura

Produccin

D= 0.7

Excavacin

Mecnica

CONCEPTOS DEL FACTOR DE PERTURBACIN D

TRONADURA DESCRIPCIN FACTOR D EXTENSIN DAO (T)

Tronaduras de Produccin

Grandes, confinadas , sin

ningn control

Se reconoce la activacin de los sistemas

estructurales, con movilizacin de bloques y

evidente de grietas inducidas.

1.00-0.95 40 m a 50 m, dependiendo de calidad

de roca, volumen de tronadura y

geometra (confinamiento).

Tronaduras de Produccin

Grandes, confinadas y con

poco o ningn control


estructurales y algunos bloques inestable.

Grietas inducidas.

0.95-0.90 40 m- a 30 m, dependiendo de la

calidad de roca, volumen de tronadura

y geometra.

Tronaduras de produccin,

confinadas, pero con algn

control, ej. una o ms filas

buffer.


estructurales y escasa movilizacin de

bloques inestable.

0.90-0.85 25 m, dependiendo de la calidad de la

roca.

Tronaduras de produccin,

confinadas, pero con algn

control, ej. una o ms filas

buffer.

Se reconoce la activacin de sistemas

estructurales, con escasa movilizacin de

bloques.

0.85-0.80 20 m, dependiendo de la calidad de la

roca y grado de confinamiento

tronadura

Tronaduras de Produccin con

algn control ej. una o mas

filas de buffer y tronadura con

una cara libre.

Activacin de algunos sistemas estructurales,

con escasa a poca movilizacin.

0.80-0.75 15 m, dependiendo de diseo

tronadura y geometra tronadura

Tronadura de Produccin con

cuidadoso control y cara libre.

Escasa activacin de sistemas estructurales

(solo los de orientacin desfavorable), sin

generacin de bloques desconfinados y sin

dao a la matriz.

0.75-0-70 8 m, dependiendo de ambiente

estructural.

ESTIMACIN DE EXTENSIN DAO Y DEL FACTOR D

MINIMIZAR EL DAO INDUCIDO AL MACIZO ROCOSO PRODUCTO DE LAS TRONADURAS A CIERRE Y DE

ESTA MANERA PODER IMPLEMENTAR DE MEJOR FORMA LOS DISEOS GEOTCNICOS PROPUESTOS

PARA LAS DIFERENTES ZONAS.

CONSISTE EN CREAR EN EL

MACIZO ROCOSO UNA

DISCONTINUIDAD O PLANO DE

FRACTURA ANTES DE REALIZAR

LA TRONADURA DE PRODUCCION,

MEDIANTE UNA O DOS FILAS DE

TIROS DE MENOR DIAMETRO

(6), Y CON CARGAS DE

EXPLOSIVO DESACOPLADAS.

SON TRONADURAS

SEMEJANTES A LAS

CONVENCIONALES, EN DONDE

SE HA MODIFICADO EL DISEO

DE LAS ULTIMAS FILAS, TANTO

EN BURDEN Y ESPACIAMIENTO,

COMO EN LAS CARGAS DE

EXPLOSIVO. NORMALMENTE SE

UTILIZAN TIROS DE MENOR

DIAMETRO (6),

TRONADURA DE CONTROL

CONCEPTO

TRONADURA DE CONTORNO

TRONADURA DE PRECORTE TRONADURA AMORTIGUADA

PROCESO DE MARCACIN Y PERFORACION

TRONADURA DE CONTROL

Requiere un procedimiento de marcacin y perforacin.

Su cumplimiento minimizar las desviaciones en los resultados de la tronadura

DESVIACIONES TIPICAS

Tiros cortos o largos

Tiros tapados

Burden y espaciamiento fuera de estndar

Lnea de precorte no alineada

TRONADURA CONTROLADA.

13.0 m

18.0 m

18.0 m

75

LINEA PRECORTE

LINEA AMORTIGUADA

LINEA AMORTIGUADA

PATA REFERENCIA

PROYECTO

EJEMPLO DE

DISEO BANCO

DOBLE

ALTURA DE BANCO 36 m

PRECORTE A 75

LINEA AMORTIGUADA EN

LA PATA

PASADAS DE 18 m

MARCACIN

DISCONTINUIDAD

ESPACIAMIENTO (E)

E/2PERFORACIN

PARMETRO UNIDAD DE

MEDIDA

(*) UCS (UGT SPP) 85,3 MPa

(*) T (UGT SPP) 5,7 MPa

POZO 6 1/2 Pulgadas

EXPLOSIVO 1 1/4 Pulgadas

LARGO POZO 15 m

(*) VOD (min -med-max) 5500 m/s

(*) exp (min -med-max) 1,1 g/cc

ESPECIFICACIN CANTIDAD

Espaciamiento 1.8 m

Profundidad 15 m

Inclinacin 75

N de Pozos 1330 app.

Total m 20.000 Para la estimacin del espaciamiento entre pozos se utiliz el mtodo de Frank Chiappetta (Presplitting Techniques for

conventional, Air Deck and Dimension Stone Applications, 1994).

La estimacin del espaciamiento entre los pozos de precorte se

realiz considerando las propiedades resistentes medias de la

Unidad Geotcnica SPP.

PRECORTE

CONSISTE EN CREAR EN EL MACIZO ROCOSO UNA

DISCONTINUIDAD O PLANO DE FRACTURA ANTES DE

REALIZAR LA TRONADURA DE PRODUCCION, MEDIANTE UNA

O DOS FILAS DE TIROS DE MENOR DIAMETRO (6), Y CON

CARGAS DE EXPLOSIVO DESACOPLADAS

TALUD ZONA PILOTO

TALUD ZONA PILOTO

Zona de influencia de los sistemas estructurales, en la resistencia del macizo rocoso

ESPECIFICACIN CANTIDAD

Espaciamiento 2,5 m

Profundidad 15 m

Inclinacin 75

N de Pozos 960 app.

Total m 14.400

Se reconoce un disposicin estructural

favorable para el precorte, en direccin

subparalela a la orientacin de los taludes de

la Zona Piloto.

Basado en lo anterior, se ha considerado

que la resistencia a la traccin de la roca

intacta puede verse afectada en un 30% de

su resistencia nominal. Esto debe

monitorearse y de ser positivo, probar un

diseo con espaciamiento mayor.

PRECORTE

Banco Simple Banco Doble

B () 75 75

H (m) 15 30

Q (m) 4,0 8,0

d (m) 0,5 0,5

Aesp (m) 6,4 13,3

PP (m) 10,9 21,8

I () 54 54

Ret (%) 75% 77%

ParmetrosZona Piloto

POZOS DE PRECORTE 6

POZOS DE BUFFER 6

POZOS DE PRODUCCIN 12

|

FILADIAMETRO

(")

BURDEN

(m)

ESPACIAMIENTO

(m)

PASADURA

(m)

INCLINACIN

()

PRECORTE 6 1/2 - 1,8 - 75

BUFFER 1 6 1/2 5,5 5,5 - 90

BUFFER 2 6 1/2 5,5 5,5 - 90

PRODUCCIN 1 12 1/4 8,5 8,5 2 90

PRODUCCIN 2 12 1/4 8,5 8,5 2 90

54

Alt

ura

(m)

75

5,5 m

Precorte Buffer 1 Buffer 2 Produccin 1 Produccin 2

Pasadura

5,5 m 8,5 m4 m

Of Set

2 m

Quebradura Burden Burden Burden

2,0 m

TRONADURA AMORTIGUADA

Banco Simple Banco Doble

B () 75 75

H (m) 15 30

Q (m) 4,0 8,0

d (m) 0,5 0,5

Aesp (m) 6,4 13,3

PP (m) 10,9 21,8

I () 54 54

Ret (%) 75% 77%

ParmetrosZona Piloto

POZOS DE PRECORTE 6

POZOS DE BUFFER 6

POZOS DE PRODUCCIN 12

|

54

1R

A P

ASA

DA

Buffer 1 Prod. 2

Pas

adu

ra

5,5 m 8,5 m

Quebradura Burden Burden

Distancia al precorte

Distancia al precorte

2D

A P

ASA

DA

Prod. 1Buffer 2

Pas

adu

ra

5,5 m

Burden

Buffer 1 Prod. 2Prod. 1Buffer 2

2 m

2 m

2 m

2 m

4 m

FILADIAMETRO

(")

BURDEN

(m)

ESPACIAMIENTO

(m)

PASADURA

(m)

INCLINACIN

()

PRECORTE 6 1/2 - 1,8 - 75

BUFFER 1 6 1/2 5,5 5,5 2 90

BUFFER 2 6 1/2 5,5 5,5 2 90

PRODUCCIN 1 12 1/4 8,5 8,5 2 90

PRODUCCIN 2 12 1/4 8,5 8,5 2 90

TRONADURA AMORTIGUADA

TALUD

RO

CA

INS

ITU

CARA LIBRE

CA

RA

LIB

RE

Adecuada fragmentacin de

la roca tiempos entre pozos y filas

Desplazamiento ptimo para

lograr una pila de material

que ayude a la productividad

del equipo de excavacin

aliviar y desplazar el macizo rocoso al

generar caras libres en la detonacin de

cada pozo

Minimizar el dao al talud reducir el sobrequiebre y los niveles

de vibraciones

La secuencia de iniciacin electrnica tiene los siguientes parmetros:

Tiempos entre pozos de una misma fila 35 a 43 milisegundos Tiempo entre filas 200 milisegundos

TRONADURA

TRONADURA CONTROLADA.

DISEO DE

TRONADURA

OPERACIONES

Talud Sin Material

Plataforma Limpia

PLANIFICACIN

Topografa del Banco

Planificacin Franja Cierre

GEOTECNIA

Diseo Estndar

Factor de Carga

Pautas Geotcnicas

PERFORACIN

Diagrama Estndar

Minimizar Desviaciones

EVALUACIONES POST TRONADURA Y EXTRACCIN

MTODO DE TRABAJO

TRONADURA CONTROLADA. PROTOCOLO

PROGRAMA PROCESOS INFORMACION CUMPLIMIENTO TRONADURA

LEVANTAMIENTO

BORDE Y PATA

MARCACION

ESTANDAR

CARACTERIZACION

RECOMENDACIONES

EXTRACION MATERIAL

LIMPIEZA

PLATAFORMA

CAMBIOS DE

PROGRAMA

TOPOGRAFIA

GEOTECNICA

OPERACIONES

CORTO PLAZO

PROGRAMA

TRONADURA

CORTO PLAZO

DISEO

TRONADURA

EVALUARA E

INFORMARA DEL

PORCENTAJE DE

CUMPLIMIENTO DE LA

INFORMACION

PRACTICAS OPERACIONALES

BURDEN EXCESIVO

RECONOCER

FRACTURAMIENTO Y

CAMBIO LITOLOGICO

MARCACIN PRECISA Y

PERFORACIN SIN

DESVIACIONES

IDENTIFICAR

BURDENES EXCESIVOS

PREDECIR CONDICION

FINAL DEL TALUD

ASEGURAR EL

RESULTADO DE

TRONADURA

CONDICION ANTES DE TRONADURA

TRONADURA CONTROLADA. MARCACIN

4.0 m

15.0 m

75

LINEA PRECORTE LINEA

AMORTIGUADA

PATA REFERENCIA

PROYECTO

EJEMPLO DE DISEO

ALTURA DE BANCO 15 m

PRECORTE A 75

LINEA AMORTIGUADA EN LA

PATA

19,9 m

PRCTICAS OPERACIONALES

MARCACION CRESTA

CONDICIN PILA MATERIAL POST TRONADURA

CONSTRUCCIN ZANJA

DESPUES DE TRONADURA

IDEALMENTE

DEBEMOS BOTAR

ROCA SUELTA

SI PASAMOS LP EL

TALUD TIENDE HACIA

LINEA CRITICA

LIMITE DISEO

LIMITE CRITICO

LOGRAR UN TALUD

ESTABLE Y LIMPIO

MEDIANTE EL

CONTROL DE LA

EXTRACCION EN LA

CARA DEL TALUD Y

ACUADURA


TALUD ESTABLE Y LIBRE DE ROCAS SUELTAS

LIMITE ALCANZABLE

CON EQUIPO

ACUADOR

SE RESPET LP

AYUDA A MANTENER

ANCHO DE BANCO


PROTOCOLO TRONADURA CONTROLADA

Controlar Nivel de Vibraciones a travs de: 1. Incluir fila en borde del banco. 1. Disminuir carga explosiva en 1era fila

1. Disminuir cantidad de carga por tiempo de retardo 2. Incluir pozos inclinados. 2. Aumentar el taco

2. Orientar direccin de salida de la tronadura para reducir efectos de acoplamientos. 3. Aumentar carga en 1era fila. 3. Usar explosivos de menor potencia

3. Reducir el nmero de filas 4. Revisar secuencia de salida

RECOMENDACIONES DE SECUENCIA DE SALIDA Y CONTROL DE BURDEN

Excesivo Deficiente

INFRAESTRUCTURA BURDEN

1. Los Pozos cercanos a la falla, deben detonar aliviados, mediante: 1. De preferencia la direccin de salida debe ser paralela a la falla.

1.1 Control de la direccin de movimiento del burden. En una salida ^, a mayor "D" aumenta el confinamiento de las filas.

3. Usar tiempos de retardo que permitan el movimiento adecuado 1.2.Tiempos de retardo entre filas > 100ms 2. Usar tiempos de retardo largos entre filas (>100ms)

del burden. 2. No cargar los pozos de ltima fila que estn en la falla. 3. No cargar los pozos de ltima fila que estn en la falla.

1. Privilegiar salida de pozos paralelo a la falla.

2. Si la falla se encuentra muy cercana a la pared, controlar cargas.

SECUENCIA DE SALIDA EN PRESENCIA DE FALLAS

FALLA // CARA BANCO FALLA DIAGONAL FALLA PERPENDICULAR

FALLAMANTEO HACIA CARA DEL BANCO

MANTEO CONTRA D

(1)

(2)

CARA LIBRE

TALUD

DIRECCIN DE SALIDA MENOS FAVORABLE

DIRECCIN DE SALIDA DESFAVORABLE

DIRECCIONES DE SALIDA MAS FAVORABLE

SECUENCIA DE SALIDA Y ORIENTACIN DEL SET DE FRACTURAS PRINCIPAL

INTENSAMENTE FRACTURADO SLO ALGUNAS FRACTURAS

CARA LIBRE

Fc = 160 gr/ton Fc = 240 gr/ton

PRECORTE A PRECORTE B

P

L

A

N

T

A

P

E

R

F

I

L

-N- -S-

RECOMENDACIN GEOTCNICA

DIAGRAMA Y DISEO: ESTANDAR 000-001

2 LINEAS DE PRECORTE

SALIDA DIAGONAL DE SUR A NORTE

FACTOR DE CARGA: 160 SUR, 240 NORTE

ESCALA DE DUREZA

DEERE & JENNING & ROBERTSON, 1969

RESISTENCIA A LACOMPRESIONSIMPLE

DUREZA CONSISTENCIA IDENTIFICACION DE TERRENO

Psi Mpa

R0Extremadamenteblanda

hendiduras con la ua del dedo pulgar 28 - 100 0.2 0.7

R1 Muy blandaSe desgrana con firmes golpes de martillo. puede serrebanada con cortaplumas de bolsillo

100 - 1000 0.7 7

R2 Blanda

Puede ser rebanada o cortada con cortaplumas debolsillo pero con dificultad.Hendiduras poco profundas con firmes golpes demartillo

1000 - 4000 7 27.5

R3 MediaNo puede ser rasgada o cortada con cortaplumas debolsillo. pude ser fracturada con un solo y firme golpede martillo

4000 - 8000 27.5-55

R4 DuraLa muestra requiere de mas de un golpe de martillopara ser fracturada

8000 - 16000 55 110

R5 Muy duraLa muestra requiere de muchos golpes de martillopara ser fracturada

16000 - 32000 110 - 220

R6Extremadamentedura

La muestra pude ser solo astillada con golpes demartillo

> 32000 > 220

III CLASIFICACION DEL MACIZO

FACTOR DE CARGA (LILLY)

Parmetro Descripcin Rating Valor

RMD

Descripcin del macizo rocoso. Aspectodel talud tomando en cuenta losprincipales sistemas de discontinuidades

Poco consolidado 10Diaclasado en bloques (0.5m) 20Diaclasado en bloques (1.0m) 30Diaclasado en bloques (> 1m) 40

JPSEspaciamiento entre fracturas. Estimarvalor promedio del talud

Pequeo (1.0m) 50

JPO

Orientacin de los planos dediscontinuidad.Observar los principales sistemas dediscontinuidad

Horizontal 10Manteo hacia la cara 20Rumbo normal a la cara 30Manteo contra la cara 40

SGIInfluencia de densidad de roca SGI=25*SG-50

SG= Densidad de la roca (ton/m3)

HD

Dureza de la roca. Estimacin a partir deescala por golpes de martillo o utilizar larelacin HD=0.05Rc (Mpa)

Blanda 1Promedio 2Dura 5Muy dura 8Extremadamente dura 12

FC Factor de carga en gr/ton FC=2*(RMD+JPS+JPO+SGI+HD)

Archivo DUREZA-LILLY.DOC


CLASIFICACION DEL MACIZO

FACTOR DE CARGA (LILLY)

Parmetro Descripcin Rating Valor

RMD

Descripcin del macizo rocoso. Aspecto del talud tomando en cuenta los principales sistemas de discontinuidades

Poco consolidado 10 Diaclasado en bloques (0.5m) 20 Diaclasado en bloques (1.0m) 30 Diaclasado en bloques (> 1m) 40

JPS Espaciamiento entre fracturas. Estimar valor promedio del talud

Pequeo (1.0m) 50

JPO

Orientacin de los planos de discontinuidad. Observar los principales sistemas de discontinuidad

Horizontal 10 Manteo hacia la cara 20 Rumbo normal a la cara 30 Manteo contra la cara 40

SGI Influencia de densidad de roca SGI=25*SG-50

SG= Densidad de la roca (ton/m3)

HD

Dureza de la roca. Estimacin a partir de escala por golpes de martillo o utilizar la relacin HD=0.05Rc (Mpa)

Blanda 1 Promedio 2 Dura 5 Muy dura 8 Extremadamente dura 12

FC Factor de carga en gr/ton FC=2*(RMD+JPS+JPO+SGI+HD)


DISEOS

DE

TRONADURA

POR

ZONA DE DISEO

FASE 38. ZONA DE DISEO 7A Y 1B

FASE 38. ZONA DE DISEO 1A Y ZC1

FASE 41. ZONA DE DISEO 6B

FASE 41. ZONA DE DISEO 6C

FASE 42. ZONA DE DISEO 5B Y 5C

FASE 42. ZONA DE DISEO 4A


Metasedimentos

DISEO RAMPA ENCAJONADAS

DISEO A TODO ANCHO DEL BANCO

DISEO CON POZOS PILOTO

Discuta como la Geotecnia Operativa contribuye a la operacin de Tronadura

a) ....

b) ...

c) ...........

Xvi. Geotécnica Tronadura

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