\n<\/b><\/span>La voladura es uno de los medios principales de extracci\u00f3n de minerales en las operaciones de miner\u00eda a cielo abierto. El prop\u00f3sito principal de la operaci\u00f3n de voladura es la fragmentaci\u00f3n de la roca y para esto se requiere de una gran cantidad de explosivos. Los explosivos liberan una gran cantidad de energ\u00eda durante la explosi\u00f3n, en donde, s\u00f3lo el 20-30% es utilizada para la ruptura y el desplazamiento de las rocas, mientras que el resto de esta energ\u00eda es desperdicia en forma de efectos secundarios ambientales (Ghasemi et al., 2011).<\/span><\/p>\n
La voladura se puede definir como la ignici\u00f3n de una carga masiva de explosivos. El proceso de voladura comprende el cargue de los huecos hechos en la perforaci\u00f3n. Con una sustancia explosiva, que al entrar en acci\u00f3n origina una onda de choque y, mediante una reacci\u00f3n, libera gases a una alta presi\u00f3n y temperatura de una forma substancialmente instant\u00e1nea, para arrancar, fracturar o remover una cantidad de material seg\u00fan los par\u00e1metros de dise\u00f1o de la voladura misma (Glosario T\u00e9cnico Minero, 2003).<\/span><\/p>\n La fragmentaci\u00f3n de rocas por voladura comprende a la acci\u00f3n de un explosivo y a la consecuente respuesta de la masa de roca circundante, involucrando factores de tiempo, energ\u00eda termodin\u00e1mica, ondas de presi\u00f3n, mec\u00e1nica de rocas y otros, en un r\u00e1pido y complejo mecanismo de iteraci\u00f3n (Centro Tecnol\u00f3gico de Voladura EXSA S. A, 2009).<\/span><\/p>\n La fragmentaci\u00f3n del macizo rocoso es causada inmediatamente despu\u00e9s de la detonaci\u00f3n. El efecto de impacto de la onda de choque y de los gases en r\u00e1pida expansi\u00f3n sobre la pared del taladro, se transfiere a la roca circundante, difundi\u00e9ndose a trav\u00e9s de ella en forma de ondas o fuerzas de compresi\u00f3n, provoc\u00e1ndole solo deformaci\u00f3n el\u00e1stica, ya que las rocas son muy resistentes a la compresi\u00f3n. Al llegar estas ondas a la cara libre en el frente de voladura causan esfuerzos de tensi\u00f3n en la masa de roca, entre la cara libre y el taladro. Si la resistencia a la tensi\u00f3n de la roca es excedida, esta se rompe en el \u00e1rea de la l\u00ednea de menos resistencia (burden). En este caso las ondas reflejadas son ondas de tensi\u00f3n que retornan al punto de origen creando fisuras y grietas de tensi\u00f3n a partir de los puntos y planos de debilidad naturales existentes, agriet\u00e1ndola profundamente (efecto de craquelaci\u00f3n) (Centro Tecnol\u00f3gico de Voladura EXSA S. A, 2009).<\/span><\/p>\n Casi simult\u00e1neamente, el volumen de gases liberados y en expansi\u00f3n penetra en las gritas iniciales ampli\u00e1ndolas por acci\u00f3n de cu\u00f1a y creando otras nuevas, con la que se produce la fragmentaci\u00f3n efectiva de la roca. Si la distancia entre el taladro y la cara libre est\u00e1 correctamente calculada la roca entre ambos puntos ceder\u00e1. Luego los gases remanentes desplazan r\u00e1pidamente la masa de material triturado hacia adelante, hasta perder su fuerza por enfriamiento y por aumento del volumen de la cavidad formada en la roca. En este momento en que los fragmentos o detritos caen y se acumulan para formar la pila de escombros o material volado. Concluyendo de esta forma el proceso de voladura (Centro Tecnol\u00f3gico de Voladura EXSA S. A, 2009).<\/span><\/p>\n METODOLOGIA<\/b><\/span><\/p>\n En este cap\u00edtulo se presenta la descripci\u00f3n de las variables de dise\u00f1o de las voladuras (variables de entrada) y el algoritmo empleando para el c\u00e1lculo de los par\u00e1metros que acondicionan la operaci\u00f3n de perforaci\u00f3n y voladura.<\/span><\/p>\n 3.1. Variables de dise\u00f1o de las voladuras<\/b><\/span><\/p>\n 3.1.1. Di\u00e1metro del pozo (D):<\/b> es el di\u00e1metro con el que se construye el barreno de perforaci\u00f3n, este depende principalmente del equipo que se emplea para su construcci\u00f3n (Centro Tecnol\u00f3gico de Voladura EXSA S. A, 2009).<\/span><\/p>\n 3.1.2. Inclinaci\u00f3n de la perforaci\u00f3n:<\/b> el componente principal del movimiento de las rocas es perpendicular al eje de los barrenos, por lo que cuando estos se inclinan el material se proyecta hacia arriba y hacia adelante (Long, 2003).<\/span><\/p>\n En teor\u00eda, el desplazamiento horizontal es m\u00e1ximo cuando el \u00e1ngulo de los barrenos es de 45\u00b0, pero en la pr\u00e1ctica lo habitual es utilizar inclinaciones no superiores a los 30\u00b0. Esto es debido a las caracter\u00edsticas de los equipos de perforaci\u00f3n, que en algunos casos, incluso aconsejan la perforaci\u00f3n vertical, como sucede con los grandes equipos rotativos con rocas duras (Centro Tecnol\u00f3gico de Voladura EXSA S. A, 2009).<\/span><\/p>\n 3.1.3 Densidad del Explosivo:<\/b> es el peso espec\u00edfico g\/cm3<\/sup> (a mayor densidad, mayor potencia), var\u00eda entre 0,7 a 1,6 g\/cm3<\/sup>. Todo explosivo tiene una densidad critica encima de la cual ya no detona (Karlinsku et al., 2008)<\/span><\/p>\n 3.1.4 Resistencia a la compresi\u00f3n de la roca (s<\/span>c):<\/b> es la propiedad mec\u00e1nica de la roca de oponerse a las fuerzas de compresi\u00f3n y tensi\u00f3n (Yilmaz, 2009). Esta propiedad determina la energ\u00eda que se necesita aplicar para la perforaci\u00f3n del macizo rocoso y acondiciona en gran parte los par\u00e1metros y caracter\u00edsticas de la operaci\u00f3n de perforaci\u00f3n y voladura (Zhantao e Itakura, 2012).<\/span><\/p>\n 3.1.5 Dimensiones de la voladura:<\/b> comprende el \u00e1rea superficial delimitada por el largo del frente y el ancho o profundidad del avance proyectado (m2<\/sup>) por la altura de bando o de corte (H), en m3<\/sup> (Centro Tecnol\u00f3gico de Voladura EXSA S. A, 2009).<\/span><\/p>\n Las variables de dise\u00f1o de voladura descritas anteriormente, son las que se utilizan como variables de entrada en el algoritmo para el dise\u00f1o de la operaci\u00f3n de perforaci\u00f3n y voladura. Dichas variables nos permiten obtener como resultado, par\u00e1metros fundamentales como el burden (B), espaciamiento (E), altura de banco (H), taco (T), sobre perforaci\u00f3n (SP), volumen de carga (VC), factor de carga (PF), entre otras, que influyen directamente en la ejecuci\u00f3n de la voladura en miner\u00eda de superficie.<\/span><\/p>\n <\/a><\/span> 3.2. Algoritmo Para dicho objetivo, se definieron cuatro funciones en un m\u00f3dulo, como se puede observar en la tabla 1<\/a>. Estas funciones permiten calcular los valores de los par\u00e1metros: Volumen de carga (VC), carga del barreno (CP), Volumen del material removido por barreno (BCM) y el factor de carga (PF).<\/span><\/p>\n <\/a><\/span> Luego de definir las funciones, se presenta el algoritmo que permite lectura de las variables de entrada y el c\u00e1lculo de cada uno de los par\u00e1metros necesarios para la voladura.<\/span><\/p>\n En el dise\u00f1o del algoritmo se utiliz\u00f3 un condicional simple que permite realizar el c\u00e1lculo de los diferentes par\u00e1metros teniendo en cuenta la resistencia a la compresi\u00f3n de la roca, es decir, si se trata de una roca dura (s<\/span>c > 120 MPa) o una roca blanda (s<\/span>c < 120 MPa).<\/span><\/p>\n En la tabla 2<\/a>, se describe de forma sistem\u00e1tica y ordenada a trav\u00e9s de un pseudoc\u00f3digo el algoritmo que se ejecut\u00f3 para el c\u00e1lculo de los diferentes par\u00e1metros en el dise\u00f1o de la operaci\u00f3n de perforaci\u00f3n y voladuras en miner\u00eda de superficie.<\/span><\/p>\n <\/a><\/span> <\/p>\n 4. AN\u00c1LISIS DE RESULTADOS<\/b><\/span><\/p>\n Para comparar y valorar los resultados obtenidos tras el dise\u00f1o de este algoritmo, se presenta a continuaci\u00f3n una tabla<\/a> comparativa, entre el modelo tradicional del dise\u00f1o de voladura y el algoritmo realizado en este art\u00edculo.<\/span><\/p>\n <\/a><\/span> Adicionalmente se presenta un ejemplo donde se ejecuta el algoritmo para el c\u00e1lculo de los par\u00e1metros en la operaci\u00f3n de perforaci\u00f3n y voladuras.<\/span><\/p>\n<\/p>\n
\n<\/b><\/span>El prop\u00f3sito de esta fase es mostrar el algoritmo empleado que permite realizar los c\u00e1lculos de los par\u00e1metros fundamentales en el dise\u00f1o de perforaci\u00f3n y voladura.<\/span><\/p>\n<\/p>\n
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