Estructura De Las Rocas

ESTRUCTURA DE LAS ROCAS

Debido a su formación, edad y a los diversos eventos geológicos que han sufrido, las rocas presentan diversas estructuras secundarias que influyen en su fracturamiento con explosivos. Entre ellas tenemos:

A. Estratificación o bandemiento (bending, layering)

Planos que dividen a las capas o estratos de las rocas sedimentarias de iguales o diferentes características físicas (litológicas); también ocurren en ciertos casos de disyunción en rocas granitoides. Generalmente ayudan a la fragmentación.

B. Esquistocidad

Bandeamiento laminar que presentan ciertas rocas metamórficas de grano fino a medio con tendencia a desprender láminas. Se rompen fácilmente.

C. Fractura (joints, fisuras o juntas)

En las rocas, en las que no hay desplazamiento, se presentan en forma perpendicular o paralela a los planos de estratificación o mantos en derrames ígneos, con grietas de tensión (diaclasas), grietas de enfriamiento (disyunción) y otras.

El espaciamiento entre ellas es variable y en algunos casos presentan sistemas complejos entrecruzados. La abertura, también variable, puede o no contener material de relleno.

D. Fallas (faults)

Fracturas en las que se presenta desplazamiento entre dos bloques. Usualmente contienen material de relleno de grano fino (arcilla, panizo, milonita) o mineralización importante para la minería. En perforación reducen los rangos de penetración, y pueden apretar o trabar a los barrenos. Las rocas son propicias a sobrerotura (over break, back break) junto a los planos de falla.

E. Contactos

Planos de contacto o discontinuidades entre estratos o capas del mismo material o de diferentes tipo de roca.

INFLUENCIA DE ESTAS ESTRUCTURAS

Las principales desventajas que presentan son la pérdida de energía por fuga de gases y la preformación de pedrones sobredimensionados.

Casos:

A. Pocas estructuras o estructuras ampliamente separadas

Pueden ser una desventaja para la fragmentación por los siguientes motivos:

- Interrupción de las ondas sísmicas o de tensión.

- Fallas de confinamiento.

- A menudo enormes variaciones en dureza y densidad entre los estratos (incompetencia).

- Preformación de pedrones sobredimensionados.

- Sopladura de taladros por escape de gases.

- En perforación, menor rango de perforación y desviación cuando no se perfora perpendicularmente al bandeamiento.

Soluciones factibles:

- Empleo de explosivos densos y de alta velocidad.

- Empleo de cargas espaciadas (decks).

- Intervalos de iniciación más cortos entre taladros (favorable para la fragmentación y para reducir vibraciones).

- Ajuste de mallas de perforación, más apretadas.

B. Estructuras apretadas

Normalmente son una ventaja, mejor transmisión de las ondas de tensión con mejor fragmentación y control del disparo.

Las rocas con baja resistencia junto con bandeamiento apretado, con las lutitas y esquistos presentan buena fragmentación.

Algunos aspectos técnicos pueden bajar costos en estas condiciones:

- Explosivos y cebos de menor velocidad y densidad son efectivos en estas rocas (areniscas, lutitas, esquistos, etc.).

- Tiempos de intervalo más largos resultan más efectivos para el desplazamiento y son favorables para reducir las vibraciones.

- Se consiguen mayores rangos de velocidad de perforación.

- Se puede incrementar la producción ampliando el burden y el espaciamiento e incrementando el diámetro de taladro pero debe controlarse la vibración.

C. Estratificación plana u horizontal

Estructuras predecibles.

- La perforación perpendicular a estratos horizontales reduce la probabilidad de que se traben o agarren los barrenos.

- Los taladros son verticales y rectos ya que estos planos no afectan por desviación.

- En estas condiciones son factibles de aplicar opciones técnicas en mallas, inclinación de taladros y sistemas de inclinación para mejorar la voladura.

Por otro lado estratos o discontinuidades en ángulo pueden desviar los taladros.

D. Rumbo y buzamiento (strike and dip) de estratos y fallas

El rumbo indica la dirección de la estructura (con relación a los puntos cardinales o norte geográfico) y el buzamiento el ángulo de inclinación con respecto a la horizontal. Ambos indican cuando o no los taladros atravesarán perpendicular o transversalmente a las estructuras.

a. Rumbo

Casos:

1. Rumbo en ángulo con la cara libre

Fracturas o fallas en ángulo con la cara libre contribuyen a mejor fragmentación con aceptable rotura final y rotura hacia atrás (back break), buena condición para voladura.

2. Rumbo perpendicular a la cara libre

Fractura o fallas perpendiculares a la cara libre (entre los espaciamientos de taladros) tienden a contribuir con rotura de bloques, poca rotura final y considerable rotura hacia atrás; mala condición para voladura.

3. Rumbo paralelo a la cara libre

Fallas y fracturas provocan fracturamiento sobredimensionada, mala rotura final pero generalmente una pared posterior estable; mala condición para fragmentación por voladura.

Efectos negativos en la performance de la voladura:

- Roca con estructuras complicadas.

- Zonas de incompetencia.

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