Gerencia De Operaciones

DISEÑO DE VOLADURAS
DISEÑO
A CIELO ABIERTO

Ing. César Ayabaca P.

VOLADURAS A CIELO ABIERTO
VOLADURAS
Muy utilizadas en explotación minera de
canteras de caliza para la industria del cemento,
algunas minas de materiales de construcción y
en minas de otros minerales.
En Obras civiles muchos tipos de trabajos
involucran el uso de explosivos como carreteras,
presas, poliductos, ycanales de riego.

EXPLOTACION MINERA A CIELO ABIERTO
EXPLOTACION

CARRETERA BAÑOS PUYO
CARRETERA

EXPLOSION
EXPLOSION
1 tn de TNT libera 4000
veces mas energía que
la necesaria para
levantar un auto de 1 tn
a 100m.

1 kiloton = energia liberada
por 1.000 tn de TNT

Detonación nuclear
libera de 1000
1´000.000 veces mayor
energia que una
detonación química.

DEFLAGRACIONDEFLAGRACION
• Es una reacción química que se mueve
rápidamente a través del material
explosivo y libera calor o flama
vigorosamente la reacción se mueve
demasiado lenta para producir ondas de
choque significativas y fracturación de la
roca. Ejemplo encendido de una mecha
de seguridad. Una VOD de 1000 m/s es
límite entre detonación y deflagración.

DETONACION
• En una detonación lareacción química se
mueve a través del material explosivo a una
velocidad mayor que aquella del sonido a través
del mismo material. Se forma una onda de
choque supersónica a través del explosivo. Los
gases tienen temperaturas de 3000 a 7000 F y
presiones altas de rango de 20 a 100 Kbars
100.000 atmósferas o 1.5 millones de libras/pul2.
Estos gases se expanden rápidamente,
producen onda dechoque en el medio
circundante.

• Zona de reacción primaria es el área en la cual
empieza la descomposición química y es limitada
por el plano de Chapman-Jouquet.

DISEÑO DE VOLADURAS
DISEÑO

•
•
•
•
•
•
•

Tipo de roca y condiciones geológicas.
Propiedades físico-mecánicas de la roca.
Volumen de roca a ser volada.
Trabajos de perforación.
Tipo de explosivo y propiedades.Sistema de iniciación.
Parámetros dimensionales de la voladura.

TIPO DE ROCA Y CONDICIONES GEOLÓGICAS
TIPO

•
•
•
•
•
•

Estratificación y bandeamiento
Esquistocidad
Fracturamiento
Fallas
Contactos
Azimut de buzamiento

• Condiciones Geológicos :
–Estructuras:
Veta Débil
Taco
Explosivo
Nivel (Taco Intermedio)

Explosivo

• Condiciones Geológicos :
–Estructuras:Estratos o Fracturas hacia el tajo:
•Paredes Inestables
•Sobrequiebre (Backbreak) excesivo

Estratos inclinados hacia masa rocosa:
•Pata sin romper
•Potencial para sobresaliente

Efectos de la Geología
• La Fragmentación será
controlada por las fracturas
existentes.
• Los patrones de perforación
más pequeños minimizan los
efectos adversos de las grietas
y fracturas.
• Tenerpresente que patrones
de perforación mejoran o
empeoran la distribución de la
energía.

• Condiciones Geológicas :

–Estructuras Cont.
Juntas paralelas a cara libre:
•Buen control de talud
•Puede ser mejor orientación para
control de talud.

Juntas anguladas a cara libre:
•Cara libre blocosa
•Quebrado al final excesivo

• Factores Geológicos :
–Estructuras:
Cavidades cerca de lasuperficie
use tubo de carga y reducir
patrón contiguo.

Cavidades
Profundas y
pequeñas
pueden ser
rellenadas

Vacíos grandes
al fondo deben
ser tapados

Taco

Carga
Tapón

PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DE LA
PROPIEDADES
ROCA

• Resistencia a la compresión
• Resistencia a la tensión
• Frecuencia sísmica

FRECUENCIA SISMICA
FRECUENCIA
CLASE DE FORMACION

CAPAMETEORIZADA
ALUVINES MODERNOS
ARCILLAS
MARGAS
CONGLOMERADOS
CALIZAS
DOLOMITAS
SAL
YESO
ANHIDRITA
GNEIS
CUSRCITAS
GRANITOS
GABROS
DUNITAS
DIABASAS

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN
DE LA ONDA SISMICA
LONGITUDINAL
( m/s)
300 – 900
350 – 1500
1000 – 2000
1400 – 4500
2500 – 5000
4000 – 6000
5000 – 6000
4500 – 6500
3000 – 44000
3000 – 6000
3100 – 5400
5100 – 6100
4000 – 6000
6700 –...