Bar With an Applied Force in the Midspan

De lo anterior, se intuye que, para un alto grado de confinamiento, no existe conexión aparente entre fracturas de los distintos pozos, y que por lo tanto, de forma preliminar no se lograrían formar bloques de roca de tamaños menores. Sin embargo, los estudios de terreno que se han aplicado hasta la fecha, si demuestran impactos importantes en términos de mejora en la fragmentación. Esto refuerza el hecho que la fragmentación secundaría contribuye de manera significativa en el desplazamiento de los bloques de roca y la comminución granulométrica.

Sin embargo, si se quiere asegurar una determinada fragmentación aguas abajo, sólo considerando en el diseño la fragmentación in situ y primaria, se propone un diseño (Figura 96), que está conceptualizado en las tronaduras de bateas. En que primero se realiza una chimenea, la cual se extiende a un canalón, y luego se trona en fases el resto del material.

Figura 96: Diseño propuesto

En el modelamiento, esto se considera en dos etapas: Tronadura de canalón y fases:

Figura 97: Etapas de diseño: Tronadura de canalón y fases

El canalón se crea con una perforación vertical/chimenea de 1.5 metros de diámetro (anteriormente se determinó que la efectividad y direccionamiento de fracturas era

sensible al prote de la cara libre). Rodeada de 4 pozos espaciados a 3.5 metros cada uno a la cara libre. Se tronan los dos pozos horizontales, de modo de crear una cara sucia18 aún mayor, y posteriormente, sobre esa cara sucia se tronan los dos pozos restantes (Figura 98y Figura 99).

Figura 98: Tronadura de canalón/desplazamiento de material

La gran ventaja que tiene esto, es que con una chimenea central, y 4 tiros perimetrales, se logra constriuir una cara libre del orden de 6 x 6 metros, que debiese tener una influencia adicional significativa en la fragmentación de los tiros restantes.

Una vez realizado esto, se aplica a un patternn de 10x10 (por ejemplo) y se realizan las tronaduras correspondiente, que van “botando” el material hacía dicha dirección, sirviendo de cara libre (Figura 99).

18 _{Este concepto se refiere al hecho de realizar una tronadura hacía una zona de material quebrado,}

Figura 99: Secuencia

Sin embargo, esta cara sucia generada puede optimizarse. Si se piensa en ciertas tronaduras especiales de desarrollo de túneles, en que se realizan tronaduras en forma de caracol, de modo de ir direccionado el material hacia la cara sucia que se va generando.

Figura 100: Desplazamiento del material hacía cara libre según distancia

Esto es posible observar en la Figura 100 en la cual se gráfica el desplazamiento del material. De forma clara se observa que este se va proyectando hacía la cara sucia que se va formando. Con mayor nivel de detalle, se observa en la Figura 99 la secuencia de tronadura de esta cara sucia con el área que queda afecta por la tronadura en cada etapa.

Lo que, pensando en un diseño se ve del siguiente modo (Figura 102):

Figura 102: Etapas de diseño: Tronadura de canalón y fases diseño cara libre optimizada

Luego, en la Figura 103, se muestra la secuencia y resultados en términos de desplazamiento del material hacía la cara libre de los dos diseños distintos propuestos. Los que muestra un adicional significativo en términos de generación de fracturas y área pre acondicionada. De forma clara se observa que en la tronadura de canalón sin optimizar, las principales grietas que se forman en la cara libre son producto de la reflexión de ondas causadas por la tronadura, pero que la tronadura no logra realmente botar el material en dicha dirección. Al contrario del diseño de canalón optimizado, en que se logra en cada paso dirección la tronadura y fragmentar aún más la roca aprovechando la cara sucia que se va generando.

Por más efectivo que sea este diseño, la disposición de los tiros que generen la cara libre deberá ser diseñada en función del Layout de cada mina. Dando como consejo ubicar la chimenea en la intersección calle/zanja, con posibilidad de tener mayor flexibilidad en las geometrías de diseño y cantidades de tiros por utilizar.

Otro aspecto igual o más importante, y no cuantificado en este estudio, es que el trabajar con caras libres, permite direccionar la tronadura, y resguardar el daño en la infraestructura circundante. Que vendría siendo el mayor punto de preocupación del mandante de la mina.

Figura 103: Desplazamiento de material en diseños de cara libre base y optimizado

En la Figura 103 se entrega un pattern genérico alrededor de la cara libre (10x10), cuya eficiencia irá sujeta al tipo de explosivo utilizada, diámetro de perforación, macizo rocoso y estructuras del sector, y particularmente, de los esfuerzos in situ. En la Figura 104 es posible observar que para el diseño con cara libre optimizado, el área pre acondicionada es del 100%, dejando todos los fragmentos de roca en dicha área desacoplados (es aquello que indica el color azul en la Figura 104 los fragmentos desacoplados).

Figura 104: Resultados de área afectada por tronadura en mallas de 10x10, con y sin previa cara libre

Adicionalmente, a este diseño pueden sumarse los hallazgos obtenidos de los modelamientos realizados:

- Uso de explosivo emulsión para altas condiciones de confinamiento

- Diámetro de carguío sobre 4”, dado que desde ese diámetro se logra mayor eficiencia en generación de fracturas en la roca. Sumado a esto, que operacionalmente es mucho más sencillo de implementar diseños en 4”.

- Detonación simultánea entre pozos y dentro de un mismo pozo