mecanica rotura rocas

8/16/2019 Mecanica Rotura Rocas

1/12

Luf [Dirección de la compañía]

Universidad Privada del Norteacultad de ingenieria

Curso: peroracion y voladuradocente: Ing !rmando "o#or$ue%

Integrantes:Cipriano c#udan& raul

#ernande% gutierre%& maycol#olguin c#om'a& claudia

llanos c#unge& lu%llovera !lcantara& (#on


2/12

1. INTRODUCCIONLa peroración y voladura es una t)cnica aplica'le a la

e*tracción de roca en terrenos competentes& donde los medios

mec+nicos no son aplica'les de una manera renta'le !sí&

partiendo de esta de,nición& este m)todo es aplica'le acual$uier m)todo de e*plotación& 'ien en minería& 'ien en o'ra

civil& donde sea necesario un movimiento de tierrasLa t)cnica de peroración y voladura se 'asa en la e(ecución de

peroraciones en la roca& donde posteriormente se colocar+n

e*plosivos $ue& mediante su detonación& transmiten la energía

necesaria para la ragmentación del maci%o rocoso a e*plotar-n el siguiente inorme recalcaremos la importancia de un tema

muy importante relacionado con el $ue'rantamiento de la masa

rocosa: la mec+nica de rotura de rocas& el cual a'arca las

dierentes ases del proceso de ragmentación y los actores$ue in.uyen en dic#o mecanismo-n conclusión& es un tema imprescindi'le para poder reali%ar

una 'uena la'or minera teniendo en cuenta las distintas

condiciones $ue se presenten en el tra'a(o en campo

2. OBJETIVOS

Demostrar el proceso de rotura de roca


3/12

-(empli,car la ase de rotura de c#o$ue de un

taladro con cara li're -*plicar so're mecanismos de rutura

3. MECNIC! DE ROTUR! DE ROC!S! /roceso de racturamiento

La ragmentación de rocas por voladura comprende a la acción

de un e*plosivo y a la consecuente respuesta de la masa de

roca circundante& involucrando actores de tiempo& energía

termodin+mica& ondas de presión& mec+nica de rocas y otros&

en un r+pido y comple(o mecanismo de interacción-ste mecanismo a0n no est+ plenamente de,nido& e*istiendo

varias teorías $ue tratan de e*plicarlo entre las $ue

mencionamos a:


4/12

• 1eoría de re.e*ión 2ondas de tensión re.e(adas en una

cara li're3

• 1eoría de e*pansión de gases

• 1eoría de ruptura .e*ural 2por e*pansión de gases3

• 1eoría de tor$ue 2torsión3 o de ci%allamiento

• 1eoría de crateri%ación

• 1eoría de energía de los rentes de onda de compresión y

tensión

• 1eoría de li'eración s0'ita de cargas

• 1eoría de nucleación de racturas en allas y

discontinuidades

-stas teorías se 'asan en criterios so're distri'ución de energía&

acción de uer%as de compresión4tensión& re.e*ión de ondas de

c#o$ue en la cara li're& eectos de corte y ci%allamiento por

movimiento torsional entre taladros& presión de gases

s0'itamente aplicados so're la roca y li'eración de cargas&

ruptura de material rígido por .e*ión& integración o nucleaciónde microracturas en ,suras y allas& colisión de ragmentos en


5/12

el aire y otros& sustentados 'as+ndose en especulaciones&

investigaciones en la'oratorios especiali%ados y campos de

prue'as& modelos ísicos y matem+ticos& prue'as

e*perimentales y de producción controladas por otograía de

alta velocidad y monitoreo sísmico& prue'as con cargassu'acu+ticas y otros

!lgunas teorías se comprue'an en ciertas condiciones de

tra'a(o mientras $ue en otras condiciones no responden& por lo

$ue a0n no se consideran concluyentes 5na e*plicación

sencilla& com0nmente aceptada& $ue resume varios de los

conceptos considerados en estas teorías& estima $ue el proceso

ocurre en varias etapas o ases $ue se desarrollan casi

simult+neamente en un tiempo e*tremadamente corto& de

pocos milisegundos& durante el cual ocurre la completadetonación de una carga con,nada& comprendiendo desde el

inicio de la ragmentación #asta el total despla%amiento del

material volado

-stas etapas son:

a Detonación del e*plosivo y generación de la onda de c#o$ue

' 1ranserencia de la onda de c#o$ue a la masa de la roca

iniciando su agrietamiento

c 6eneración y e*pansión de gases a alta presión y

temperatura $ue provocan el racturamiento y movimiento de la

roca

d Despla%amiento de la masa de roca triturada para ormar la

pila de escom'ros o detritos

" Descripción del proceso


6/12

Inmediatamente despu)s de la detonación& el eecto de impacto

de la onda de c#o$ue y de los gases en r+pida e*pansión so're

la pared del taladro& se trans,ere a la roca circundante&

diundi)ndose a trav)s de ella en orma de ondas o uer%as de

compresión& provoc+ndole sólo deormación el+stica& ya $ue las

rocas son muy resistentes a la compresión !l llegar estas ondas

a la cara li're en el rente de voladura causan esuer%os de

tensión en la masa de roca& entre la cara li're y el taladro 7i la

resistencia a tensión de la roca es e*cedida& )sta se rompe en el

+rea de la línea de menos resistencia 2'urden3& en este caso las

ondas re.e(adas son ondas de tensión $ue retornan al punto de

origen creando ,suras y grietas de tensión a partir de los

puntos y planos de de'ilidad naturales e*istentes& agriet+ndola

proundamente 2eecto de cra$uelación3Casi simult+neamente& el volumen de gases li'erados y en

e*pansión penetra en las grietas iniciales ampli+ndolas por

acción de cuña y creando otras nuevas& con lo $ue se produce

la ragmentación eectiva de la roca

7i la distancia entre el taladro y la cara li're est+ correctamentecalculada la roca entre am'os puntos ceder+& luego los gases

remanentes despla%an r+pidamente la masa de material

triturado #acia adelante& #asta perder su uer%a por

enriamiento y por aumento de volumen de la cavidad ormada

en la roca& momento en $ue los ragmentos o detritos caen y se

acumulan para ormar la pila de escom'ros-n esta etapa se produce ragmentación adicional por el

impacto de los tro%os de roca en el aireLa reacción del e*plosivo en el taladro es muy r+pida y su

tra'a(o eectivo se considera completado cuando el volumen de

la masa se #a e*pandido a 89 veces el volumen original lo $ue

re$uiere apro*imadamente a 89 milisegundos;ormalmente el tra'a(o de ragmentación es m+s e,ciente en

las rocas compactas y #omog)neas $ue en las naturalmente

muy ,suradas& ya $ue en ellas los gases tender+n a escapar por

las ,suras disminuyendo su energía 0til


7/12

1eóricamente la detonación tiene un eecto de e*pansión

es)rica pero como normalmente los e*plosivos se cargan en

taladros o #uecos cilíndricos& la detonación tiene e*pansión

cilíndrica donde& como consecuencia de la dilatación del taladro

en un entorno rígido& se crea un proceso de


8/12

-n el momento de la .e*ión de la cara li're se produce

adem+s cierta proporción de rotura por descostre -l

material triturado y proyectado se acumula ormando la

pila de escom'ros o detritos& $ue se e*tiende al pie de la

nueva cara li're& en una distancia mayor $ue la del

'urden original& denominada despla%amiento o spelling&

de'i)ndose considerar $ue el volumen del material roto

es mayor $ue el $ue termina in situ& lo $ue se denomina

F E'ar alcan%ando

temperaturas entre 8 99GC 2de ? 999 a F 999GA3& su

eecto so're la roca circundante a partir del e(e del

taladro produce teóricamente los siguientes grados de

destrucción:4 ! la distancia de un di+metro& pulveri%ación4 ! la distancia de 8 #asta @ o di+metros& ,suras

cada ve% m+s d)'iles y a'iertas correspondientes

a la %ona de ,suramiento radial& acompañadas de

ragmentación menuda y media a cada ve% m+s

gruesa


9/12

4 H+s all+ de los di+metros es la %ona de

deormación el+stica& donde las vi'raciones por

impacto se transorman en ondas sísmicas4 -sta distri'ución de grados de destrucción y

alcance m+*imo del proceso de la detonación es

importante para calcular la distancia entre los

taladros de una voladura 7i es adecuada #a'r+

'uena ragmentación por interacción entre ellos

si es muy larga sólo producir+ crateri%ación en la

'oca& de(ando ragmentos so'redimensionados

entre ellos& o lo $ue es peor& los taladros

solamente soplar+n los gases sin producir rotura

entre ellos

7i el ce'o iniciador est+ u'icado al ondo del taladro como

es usual& la e*pansión no ser+ cilíndrica sino $ue toma la

orma de una gota& lo $ue complica la interpretación y el

gra,cado del proceso

-stos conceptos& de rotura de roca se aplican a todo tipode taladro en super,cie y su'suelo 1am'i)n de'e tenerse

en cuenta las condiciones geológicas circundantes para

inerir los resultados !sí por e(emplo las diaclasas o

,suras de otro tipo $ue sean paralelas al e(e del taladro

aectar+n a la ormación de las ,suras radiales

intercept+ndolas por otro lado las de tipo transversal

permitir+n la uga de gases disminuyendo la energía eincluso aectando a otros taladros cercanos

La interpretación gr+,ca del proceso de ragmentación se

complica teniendo en cuenta la presencia de sistemas de

,suras principales y secundarias: paralelos& transversales

y diagonales respecto al e(e del taladro


10/12


11/12

). CONC"USIONES

-*plicamos el proceso $ue conlleva el proceso de rotura de

roca Hostramos mediante im+genes la ase de rotura de un taladro

con cara li're 7e demostró mediante im+genes el mecanismo de rotura radial

de la roca

*. BIB"IO+R!,I!


12/12

#ttp:BBe*sanetBJp4contentBpu'licacionBmanual4de4voladurapd Bernaola J., Castilla J. & Herrera J. 2013. Perforación y voladura de rocas en minería.

Universidad Politécnica de Madrid.
http://exsa.net/wp-content/publicacion/manual-de-voladura.pdfhttp://exsa.net/wp-content/publicacion/manual-de-voladura.pdf

mecanica rotura rocas

Documents