La influencia de las propiedades de explosivos y del macizo rocoso en el daño por voladura en una voladura de un solo agujero
Autores: Dotto, Magreth S.; Pourrahimian, Yashar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La influencia de las propiedades de explosivos y del macizo rocoso en el daño por voladura en una voladura de un solo agujero
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Extracción y transformación de minerales
Palabras clave
Voladura de roca
Ondas de estrés
Gases explosivos
Distribución de energía
Fragmentación
Propiedades de la roca
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En la voladura de roca para la producción minera, las ondas de estrés juegan un papel importante en la fracturación de la roca, junto con los gases explosivos. Una mejor distribución de energía mejora la fragmentación y la seguridad, reduce los costos de producción, aumenta la productividad y controla las pérdidas de mineral y la dilución. Los resultados de la voladura varían significativamente dependiendo de la elección del explosivo y las propiedades de la masa rocosa encontrada. Este estudio analiza los efectos de las propiedades de la masa rocosa y del explosivo en los resultados de la voladura mediante simulación numérica utilizando datos del estudio de caso, y luego valida los resultados de la simulación con la fragmentación de la voladura en el campo. Los hallazgos sugieren que, para un conjunto dado de propiedades de la roca, la elección del explosivo tiene una gran influencia en la fragmentación resultante. Los explosivos fuertes (alta VOD y presión de detonación) favorecen grandes extensiones de fractura en rocas duras, mientras que los explosivos más débiles ofrecen una mejor distribución de la energía explosiva y las fracturas. La presencia de estructuras rocosas como contactos y juntas influye en la propagación de las ondas de estrés y las fracturas dependiendo de las propiedades del material de las estructuras, la intensidad y las orientaciones, y la dirección y fuerza de la onda de estrés. Cuando la onda de estrés encuentra un contacto, dependiendo de su dirección, se refuerza al viajar de blando a duro y se atenúa en la dirección opuesta. La capacidad de la onda de estrés para causar fracturación en el lado opuesto del contacto depende de la intensidad de la onda transmitida y de la resistencia de la roca. La intensidad de la onda transmitida es una función de la resistencia de la onda incidente y de la diferencia de impedancia entre los materiales de la interfaz. La presencia de juntas en la masa rocosa afecta la propagación de la onda de estrés, principalmente dependiendo de las propiedades del material de relleno y del ángulo en el que la onda de estrés se aproxima a la junta. Las juntas menos compresibles y de mayor rigidez transmiten más energía. También se transmite más energía en las áreas donde la onda de estrés impacta la junta perpendicularmente. Las juntas paralelas a la cara libre ofrecen una fracturación adicional en el lado opuesto de la junta. Otros parámetros, como el ancho de la junta, la continuidad, la frecuencia de fractura y la distancia de la carga, mejoran los efectos. Para lograr una fragmentación efectiva, el diseño de la voladura debe mitigar el efecto de la variabilidad en la masa rocosa mediante la selección del explosivo y el diseño del patrón para asegurar una adecuada distribución de energía dentro de los límites del diseño geométrico.
Descripción
En la voladura de roca para la producción minera, las ondas de estrés juegan un papel importante en la fracturación de la roca, junto con los gases explosivos. Una mejor distribución de energía mejora la fragmentación y la seguridad, reduce los costos de producción, aumenta la productividad y controla las pérdidas de mineral y la dilución. Los resultados de la voladura varían significativamente dependiendo de la elección del explosivo y las propiedades de la masa rocosa encontrada. Este estudio analiza los efectos de las propiedades de la masa rocosa y del explosivo en los resultados de la voladura mediante simulación numérica utilizando datos del estudio de caso, y luego valida los resultados de la simulación con la fragmentación de la voladura en el campo. Los hallazgos sugieren que, para un conjunto dado de propiedades de la roca, la elección del explosivo tiene una gran influencia en la fragmentación resultante. Los explosivos fuertes (alta VOD y presión de detonación) favorecen grandes extensiones de fractura en rocas duras, mientras que los explosivos más débiles ofrecen una mejor distribución de la energía explosiva y las fracturas. La presencia de estructuras rocosas como contactos y juntas influye en la propagación de las ondas de estrés y las fracturas dependiendo de las propiedades del material de las estructuras, la intensidad y las orientaciones, y la dirección y fuerza de la onda de estrés. Cuando la onda de estrés encuentra un contacto, dependiendo de su dirección, se refuerza al viajar de blando a duro y se atenúa en la dirección opuesta. La capacidad de la onda de estrés para causar fracturación en el lado opuesto del contacto depende de la intensidad de la onda transmitida y de la resistencia de la roca. La intensidad de la onda transmitida es una función de la resistencia de la onda incidente y de la diferencia de impedancia entre los materiales de la interfaz. La presencia de juntas en la masa rocosa afecta la propagación de la onda de estrés, principalmente dependiendo de las propiedades del material de relleno y del ángulo en el que la onda de estrés se aproxima a la junta. Las juntas menos compresibles y de mayor rigidez transmiten más energía. También se transmite más energía en las áreas donde la onda de estrés impacta la junta perpendicularmente. Las juntas paralelas a la cara libre ofrecen una fracturación adicional en el lado opuesto de la junta. Otros parámetros, como el ancho de la junta, la continuidad, la frecuencia de fractura y la distancia de la carga, mejoran los efectos. Para lograr una fragmentación efectiva, el diseño de la voladura debe mitigar el efecto de la variabilidad en la masa rocosa mediante la selección del explosivo y el diseño del patrón para asegurar una adecuada distribución de energía dentro de los límites del diseño geométrico.