la estabilidad, pero requiere un diseño especializado usando comúnmente hoyos de pequeño diámetro, burdens reducidos y densidades bajas de carga de explosivos en las filas posteriores de la tronadura. El limitar el peso de la carga explosiva por retardo, probablemente, no influirá en el grado de desplazamiento, especialmente cuando los hoyos que comparten el mismo retardo están separados. Se espera que el peso de la carga por hoyo tiene una influencia más directa en el desplazamiento.
6.4 DISEÑO DE TRONADURAS DE CONTORNO.
Se está haciendo más y más frecuente, para las especificaciones de tronadura, incluir un control estricto sobre la calidad en términos de estabilidad de las caras finales expuestas. Para lograr las especificaciones requeridas, se han desarrollados diseños especializados de tronadura y han adoptado el nombre general de diseños de tronaduras de contorno, o diseños de tronaduras suaves.
En general, la tronadura de contorno es más costosa que la convencional, pero pueden haber muchos beneficios aguas abajo que pueden contrarrestar el tiempo adicional y el costo asociado con tronaduras de contorno, incluyendo:
1. Una reducción en la cantidad de roca a ser removida (ciclos de carguío y costos de transporte reducidos durante la excavación).
2. Una reducción en la cantidad de relleno de hormigón para mantener los perfiles diseñados de excavación.
3. Una posible reducción en la cantidad de soporte del terreno, dependiendo de las especificaciones de soporte inicial.
4. Una reducción en el tiempo requerido en preparar las caras expuestas para el soporte de la roca.
5. Una dilución reducida causada por el sobre quiebre.
6. Seguridad mejorada.
Los métodos comunes adoptados en la tronadura de contorno incluyen el precorte, el recorte y la tronadura suave. La tronadura suave, es idéntica en la geometría de diseño que el recorte, pero difiere en la secuencia de iniciación. En el recorte, todos los hoyos (o al menos grupos de hoyos) se detonan instantáneamente, mientras que en la tronadura suave, los hoyos del contorno se inician de a uno o en pares. Todos los métodos ayudan a producir una superficie que es suave, estables y libre de material suelto. Las características de diseño comunes a todas las formas de tronaduras de contorno son:
1. Reducir la cantidad de explosivo en los hoyos contra la pared final, y aún en la penúltima fila de hoyo.
2. Aumentar la densidad de perforación para proporcionar una mejor distribución de explosivo a través de la masa rocosa, y proporcionar una línea acentuada de quebradura. 3. Ajustar el tiempo de iniciación para mejorar la interacción entre los hoyos adyacentes.
Tal vez los dos aspectos más importantes del diseño de tronadura de contorno son la determinación de la densidad de carga más apropiada de explosivo dentro del hoyo, y la distancia mínima entre la cara final y el hoyo más cercano.
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6.4.1 DENSIDAD DE CARGA.
Las densidades de carguío de los hoyos generalmente se reducen en los hoyos de contorno con estructuras sensibles para reducir la presión de hoyo peak. Durante la detonación, los explosivos totalmente acoplados ejercen una presión de hoyo peak Pb aproximadamente igual al 45% de la
presión de detonación y es dependiente de la densidad
ρ
y la velocidad de detonación VOD del explosivo de acuerdo a la ec. 79:2 exp
*
*
*
45
.
0
k
VOD
P
b=
ρ
(79)Donde la constante k es aproximadamente 0.25 para los explosivos comerciales. Para el Anfo, de una densidad de 0.85 gr./cc y una velocidad de detonación de 3.500 m/s, se generará una presión peak de hoyo de 2.3 GPa. Una emulsión con acoplamiento completo en el hoyo, con densidad de 1.2 gr./cc y un VOD de 5.500 m/s, generará una presión peak de hoyos de casi 6.26 GPa. Estas presiones exceden las resistencias a la compresión de la roca que es generalmente menor a 250 MPa, o como máximo la décima parte de las presiones peak de hoyo.
En las tronaduras de contorno, presiones peak de hoyo se reducen a casi levemente más que la resistencia a la compresión de las rocas a ser tronadas. Esta reducción generalmente se lleva a cabo reduciendo la densidad efectiva del explosivo, ya sea diluyendo el explosivo con un inerte o desacoplándolo de la roca. Cuando un explosivo se desacopla de la roca, el hoyo se llena parcialmente con el explosivo, de manera de que se logre una gran reducción de la PRESIÓN PEAK DE HOYO a medida que los gases de explosión se expanden para llenar completamente el volumen del hoyo.
El desacoplamiento lateral de un explosivo se logra cuando el diámetro del explosivo es menor que el diámetro del hoyo. Por otro lado, los tacos intermedios de aire, involucran el uso de explosivo completamente acoplado por sólo una fracción de la longitud del hoyo, con una columna de aire u otro material inerte entre las cargas explosivas y el taco superior.
La cantidad a la cual se reduce la presión peak de hoyo depende por lo tanto del grado de desacoplamiento. Para una carga desacoplada lateralmente, si el diámetro del explosivo se reduce a un tercio del diámetro del hoyo, entonces la presión peak se reducirá a aproximadamente un noveno (asumiendo un comportamiento ideal del gas) del que produce una carga completamente acoplada. Generalmente la reducción es mayor que esto, debido a que la mayoría de los explosivos muestran una disminución en el VOD a medida que disminuye el diámetro de carga y el grado de confinamiento (FIG. 6.4). Para una aproximación razonable, la presión peak de hoyo de una carga desacoplada Pb*, se puede determinar desde el conocimiento de la razón de acoplamiento, fc
(definida como la relación del volumen de la carga al volumen del hoyo), la densidad del explosivo y la VOD como se muestra en la ec. 80:
b n c b
f
P
P
*=
*
(80)Donde el exponente n varía de 1.2 a 1.3. La literatura informa de algunas ecuaciones con un exponente de 2.4 ó 2.6, pero estas ecuaciones usan una definición diferente del factor de acoplamiento igual a la relación entre el diámetro de carga y el diámetro del hoyo.
Aunque el precorte y el recorte se han usado exitosamente usando grandes grados de acoplamiento para reducir la presión peak de hoyo a niveles iguales a la resistencia a la tensión de la roca, la mayoría de los precortes se realizan con diámetro de carga entre un cuarto a un medio del diámetro de hoyo, reduciendo la presión por un factor de 5 a 30.