Calculo de la plantilla de barrenación y explosivos para una voladura tipo en un banco de piedra o explotación de un tajo.

Para el cálculo tomaremos como ejemplo el banco de una roca riolita, en el cual se utiliza un diámetro de barreno de 7,62 cm (3´´) para producir agregados.

Tipo de roca a explotar: Riolita Densidad de la roca: 2,50 gr /cm3 Diámetro de barrenacion disponible: 7,62 cm (3´´) Altura del banco: 8.00 m

Es de uso generalizado en el diseño de la plantilla de barrenacion, tomar en cuenta las siguientes relaciones:

Borde = 30 veces el diámetro de la barrenacion, entonces:

Bordo = 30 * (7,62 cm) = 228 cm = 2,30 m

Espaciamiento = bordo * 1,20 = 2,80 m

Sub- barrenacion = bordo *0,30 = 2,30 *0,30 =0,69 =0,70 m

Taco = Bordo * 0,90 = 2,07 = 2,10 m

Entonces la plantilla resultante será:

2,30 * 2,80 (bordo/espaciamiento) con una profundidad de barrenacion de 8,70m, taco de 2,10 m y la sub-barrenacion de 0,70.

Para este tipo de explotación se usara una plantilla a tres bolillos, ya que se ha demostrado que es más efectiva dentro de las actuales.

Ahora determinaremos el volumen de roca por barreno:

Vol = bordo * espaciamiento* altura del banco (no incluir sub-barrenacion)

0.70 m

8 m8.70 m

Vol = 2,30 m *2,80 *8,0 m = 51,52 m3

Para el cálculo del factor de carga tenemos que determinar la longitud efectiva del barreno (LEC), que se puede cargar de explosivos y esto lo obtenemos restando la longitud del taco (T) de la profundidad de barrenacion (PB, incluyendo la sub-barrenacion).

LEC = PB – T = 8,70 m -2,10 m = 6,60 m.

Para un diámetro de 7,62 cm la carga de explosivo por metro (CE/m, en explosivos de densidad 1,0 gr/cm3) es de 3,55 kg/m. Para este caso los explosivos comerciales que se utilizaran son:

Alto explosivo: Emugel 2000 (5,08 x 40,64 cm y densidad de 1,2 gr/cm3)

Agente explosivo: dinatramex (a granel y densidad de 0,85 gr/cm3)

Es necesario determinar la proporción del alto explosivo y del agente explosivo (anfo) que se usaran en este cálculo, que confiablemente seria de 20:80, respectivamente, con el propósito de eficiencia después de observarse los primeros resultados. Es así como se obtiene la carga total del explosivo y del agente explosivo, procedimiento es el siguiente:

Densidad: Emugel 2000 = 1,20 gr/cm3

Densidad: Anfo Emusel C = 0,86 gr/cm3

Relación de carga 20% del Alto explosivo + 80% del Agente Explosivo

Factor de densidad (FD)= (1,20 *0,20) + (0.80*0,86) = 0,928 grs/cm3

Ahora obtendremos la carga de explosivo (CE) por m para un factor de densidad de 0,928 grs/cm3. Y un diámetro de 7,62 cm (3´´):

Carga de explosivo por M (CE/m) = π r2 * 100 *FD = 3.1416 *(3.812) * 100 *0,928 gr/m.

CE/m = 4,230 gr/m = 4,230 kg/m

Para obtener la carga total de explosivo por barreno (TEB) y la correspondiente al alto explosivo (ALEB) y al agente explosivo (AGEB), procedemos de la siguiente manera:

Carga total de explosivo por barreno (TEB)= LEC*CE/m

TEB= 6,60 m * 4,230 kg/m = 27,91 kg

Total de kg de alto explosivo por barreno (ALEB) = TEB *20 % = 27,910 * 0,20 = 5,580 Kg = 5,500 Kg

Como los cartuchos de emulgel 2000 en medidas de 5,08 x 40,64 cm tienen un peso de 1,00 kg ajustaremos la cantidad a 5,500 kg para así utilizar 5,5 pzas de cartuchos y facilitar la operación.

Total de kg de agente explosivo por barreno (AGEB) = TEB – ALEB

AGEB = 27,910 – 5,500 = 22,410 kg

Después de haber obtenido tanto el volumen de roca a explotar por barreno (VOL), como el total de kg de explosivos por barreno (TEB), podemos determinar el factor de carga FC que resulte para este caso.

Factor de carga (FC) = TEB /VOL = 27,91 Kg /51,52 m3 = 0,541 Kg /m3

El factor de carga obtenido es bueno para iniciar la explotación del banco en cuestión, aunque la aplicación y los resultados obtenidos marcaran la pauta para aumentar o disminuir el factor.

Distribución de la carga en el barreno

Como se comento anteriormente, la mayor resistencia dentro del barreno se encuentra al pie del mismo y por eso es recomendable que la carga del alto explosivo (comúnmente llamado cebo) deba situarse en esta zona con un doble propósito; el primero consiste en iniciar confiablemente la columna de explosivo y el segundo en abatir la resistencia que se tiene en el pie del barreno.

Taco (Gravilla)

2.10 m

Agente explosivo

Anfo emugel C

5,3 m

Alto explosivo emugel C 2000 1.24 m

8,70 m