74052_MATERIALDEESTUDIOPARTEIDiap1-60

1 1

VOLADURA CONTROLADA, ANALISIS VIBRACIONAL Y SISMOLOGIA APLICADA A LA ESTABILIDAD DEL MACIZO ROCOSO EN MINERIA SUBTERRANEA Dr. Vidal Navarro Torres Torres Consultor Intercade

2

1. VOLAD VOLADURA URA Y SUS EFECT EFECTOS OS AGRIETAMIENTO RADIAL DEL MACIZO ROCOSO AGRIETAMIENTO E A INTENSIDAD DE LAS GRIETAS 

Durante Durante la propagació propagación n de la onda de choque, choque, la roca circundante circundante al barren barreno o es someti sometida da a una intens intensa a compre compresió sión n radial radial que induce induce componentes de tracción en los plano tangenciales del frente de dicha onda onda.. Cuan Cuando do las las tens tensio ione nes s supe supera ran n la resi resiste stenc ncia ia diná dinámi mica ca a tracción de la roca se inicia la formación de la densa zona de grietas radiales alrededor de la zona triturada que rodea el barreno.



El número y longitud de esas esas grietas radiales aumentan con: 1. La intensidad intensidad de la onda de choque en la pared del taladro o en el límite exterior del anillo de roca triturada y 2. La disminución de la resistencia dinámica a la tracción de la roca y el factor de atenuación de la energía de tensión.

Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade

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2

AGRIETAMIENTO RADIAL DEL MACIZO ROCOSO

3

D Z

Z

D

D

ZONA DE ZONA TRITURACION

D

COMPRESION

Z

TRACCION

GRIETAS EN FORMA DE ESTRELLAS


4

ZONIFICACION EN EL PROCESO DE ROTURA POR LA DETONACION DE EXPLOSIVO ALREDEDOR DEL TALADRO 1- Cavidade do explosivo; 2a- Zona hidrodinamica: 2b- zona plástica; 2c- zona fragmentada fragmentada;; 2d- zona fracturada. 3- Zona sísmica ou elástica.

2 a 2 b 2 c d

3



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3 5

ZONA HIDRODINAMICA Y ZONA PLASTICA a) Zona Zona hidr hidrod odin inám ámic ica. a.- es la primera región de roca que sufre sufre los los efecto efectos s de las las alta altas s temp tempera eratu turas ras y elev elevad adas as .

b) Zona Zona plás plásti tica ca..- inmediatamente después, la roca continúa a sufrir la acción de altas presiones, comportándose como un fluido de baja viscosidad y sin resistencia al corte. Las defo deform rmac acio ione nes s gene genera rada das s se pued pueden en expl explic icar ar,, con con sufi suficie cient nte e a roxim roximaci ación ón or la varia variació ción n de de den densi sida dad d or las elevadas presiones.


6

ZONA FRAGMENT FRAGMEN TADA Y ZONA FRACTURADA c) Zona fragmentada – .– en esta zona la roca es reducida a, pequeño pequeños s fragme fragmentos ntos que llegan llegan a alcanzar alcanzar la dimensi dimensión ón de polvo, polvo, sin cual cualqui quier er consi consiste stenc ncia. ia. La exte extensi nsión ón de esta esta área área depende altamente de la capacidad del material para consumir energía por fragmentación sin embargo, en cualquier caso, esa zona es normalmente bien definida, aumentando el calibre de los fragmentos con la distancia desde el origen de la detonación.

d) Zona fracturada .- con mayor mayor exte extensi nsión ón que que las anter anterio iore res s ocurre una región de roca atravesada por fracturas esen esenci cial alme ment nte e radi radial ales es cort cortad adas as por por un sist sistem ema a meno menos s importante importante de fracturas fracturas concéntricas con el taladro; taladro; esta zona es caracter caracteriza izada da por una diminu diminució ción n de densida densidad d de fractu fracturaci ración ón con el aumento da distancia al punto de explosión.



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4

FRACTURACION DEL MACIZO ROCOSO POR LA LIBERACION DE CARGA

7

Antes de que la onda ond a de choque alcance el frente libre efectivo, efe ctivo, la energía total transferida a la roca por la compresión inicial varía . 1966). Después del paso de la onda de compresión, se produce un estado de equilibrio equilibrio cuasi-estático cuasi-estático seguido de una caída súbita de presión en el barreno, debida al escape de los gases a través del retacado, de las fracturas radiales y al desplazamiento de la roca. La energía de tensión almacenada se libera muy rápidamente, provocan la rotura del macizo. Esto afecta a un gran volumen de roca, no solo por delante de los barrenos, sino incluso por detrás de la línea de corte de la voladura, habiéndose llegado a identificar daños a distancias de varias decenas de metros.


FRACTURACION DEL MACIZO ROCOSO POR LA LIBERACION DE CARGA

8

A t =0

B

A

t = X ms

B

A

t = 2 X ms



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5

FRACTURACION DEL MACIZO ROCOSO POR CIZALLAMIENTO 

9

En formaci formacione ones s rocosas rocosas sedimen sedimentar tarias ias cuando cuando los estrato estratos s pres presen enta tan n disi disiti tint nto o módu módulo los s de elas elasti tici cida dad d o pará paráme metr tros os , al paso de la onda de choque por las tensiones diferenciales o cortantes en dichos puntos. FASE DE COMPRESION

ESTRATO X

PASE DE TRACCION

EXPLOSIVO

ESTRATO Y

Tiempo = t1

t2


ROTURA DEL MACIZO ROCOSO POR FLEXION 

10

Durante y después de los meca mecani nism smos os de agri agriet etam amiiento ento ra a y esco escos s ram ram en o, a pre pres s n ejercida ejercida por los gases de explosión explosión sobre el material situado frente a la columna de explosivo hace que la roca actúe como una viga doblemente empotrada en el fondo del taladro y en la zona atacado, pro uc n ose ose a e ormac n y e agrietamiento de la misma por los fenómenos de flexión.



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6

TRANSMISION DE UNA ONDA DE CHOQUE EN UN MEDIO ROCOSO

11

Como se ha visto anteriormente, la presión de detonación puede expresarse de forma simplificada por:

PD= ρc x VD2 4 PD = Presión de detonación (kPa). ρc = Densidad del explosivo (g/cm3). VD = Velocidad de detonación (m/s).


12

PRESION DE TRANSMISION E IMPEDANCIA La máxima presión transmitida a la roca equivale a:

PTm =

2

PD z

Donde es la relación entre la impedancia del explosivo y la de la roca:

nz = Siendo:

ρc ρr

x VD x VC

VC = Velocidad de propagación de las ondas en el medio rocoso (m/s). ρr = Densidad de la roca (g/cm3).



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7 13

SITUACIONES DE RELEXION Y REFRACCION EN LA TRANSMISION DE ONDAS uan o as mpe anc as e os me os son gua es (ρr2 X VC2 = ρr1 X VC1) gra gran parte arte de la ener nergía gía se tran transm smit itir irá á y el rest resto o se refl reflej ejar ará, á, lleg llegán ándo dose se a una una situación límite cuando (ρr2 X VC 2 << ρr1 X VC 1), como, por ejem ejempl plo, o, entr entre e roca roca y aire aire,, dond donde e se refl reflej ejar ará á casi casi la tota totali lida dad d de la ener energí gía a tran transp spor orta tada da por por la onda onda de , adquirir especial importancia en el proceso de rotura de la roca.


14

PRESION DE LA ONDA REFLEJADA PR = PI (1-n’ Z) - ’Z ρ r1 x VC1 n’z = ρr2 x VC 2

PT = 2

PI 1 + n’z

PI = Presión de la onda incidente. PT= Presión de la onda transmitida. PR= Presión de la onda reflejada.



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8

TENSIONES REFELEJADA Y REFRACTA EN LA FASE LIBRE DE LA VOLADURA 1 n

 r 

i

n  2

t 

1 n

i

 Sigma

t: tensión transmitida o refractada

 Sigma

i: tensión incidente

 n: 

15

 r c r a ca

impedancia

C: velocidad de las ondas en roca (r) y en el aire (a)


16

EFECTOS DE LA ONDA DE CHOQUE O ENERGIA DE TENSION: FASE I FASE I A R D I E P

FRENTE LIBRE ONDAS DE CHOQUE

ESPACIAMIENTO Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade


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9 17

EFECTOS DE LA ONDA DE CHOQUE O ENERGIA DE TENSION: FASE II FRENTE LIBRE ONDA DE CHOQUE REFLEJADA

ANILLO DE ROCA PULVERIZADA ZONA DE INTENSO AGRIETAMIENTO RADIAL


18

EFECTOS DE LA ONDA DE CHOQUE O ENERGIA DE TENSION: FASE III FASE III FRENTE LIBRE

ONDA DE CHOQUEREFLEJADA

EXTENSIÓN DE LAS GRIETAS POR ACCION DE LOS GASES



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10 19

EFECTOS DE LA ONDA DE CHOQUE O ENERGIA DE TENSION: FASE IV FASE IV

ROCA PROYECTADA

FRENTE LIBRE ORIGINAL


20

EFECTOS DE LA ONDA DE CHOQUE O ENERGIA DE TENSION: FASE V FASE V

FRAGMENTACION

FRENTE LIBRE ORIGINAL



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11 21

MODELOS DE LA DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ENERGI A EXPLOSIVA EXPLOSIVA DURANTE LA VOLADURA DE ROCAS Energía quimico potencial Energía no liberada Energía de iniciación

Energía disponible R e e ac c c i ió n d e ó e t t r r ás d e e l p l p l l an o C - J - J

J - J a n o C e l p l a ó n e n c i ó R e a c

Energía de la onda de detonación

s a c i n ó s s e d a d i c o l e v

Energía de los gases EXPLOSIVO ROCA

Energía de la onda de choque Energía consumida en la zona transitoría Energía de los impulsos de tensión Energía de la componente tangencial

s a c i n ó s s e d a d i c o l e v

Energía de la componente radial

Energía consumida en la fisuración radial

ENERGIA SISMICA

Energía de porlongación de fisuras radiales

Energía de los impulsos reflejados

Energía calorífica de los gases

m R < g P

Energía calorífica transmitida a la roca

Pg=Rm

Energía cinética total de los gases

Energía calorífica de la roca remanente m R > g P

Energía consumida en la apertura de fisuras

Energía cinética de la masa proyectada Energía consumida en la fragmentación por colision Pk

k P > g P

Energía calorífico de la roca proyectada

Energía cinética residual en la roca proyectada

Energía calorífica de los gases residuales

Energía cinética de los gases residuales

Po=fom

Energía consumida por descostramiento

Fragmentación debido a la caida

ROCA AIRE Energía Acústica

Po= Presión máxima de los gases en las paredes del barreno Pk= Presión fina de los gases en expansión sobre la roca fragmentada Rm= Resistencia de la pared del barreno original


22

RELACION DE PRESION Y VOLUMEN DE LOS L OS GASES DE EXPLOSION DURANTE LA VOLADURA ZONA

N O I P3 S E R P

1 2 1+2 3+4

P4 1

2+3 4 1+2+3+4 5 1+2+3+4+5

2 4

5

ENERGIA Componente cinética de la energía de choque o tensión. Componente de tensión de la energía de choque. Energía rompedora Energía liberada durante la propagación de las grietas. Energía de fragmentación. Energía de tensión en la roca en el instante de escape de los gases. Energía de voladura. Energía de proyección y pérdida de energía en el escape de lo gases. Energía total disponible o valor de potencia absoluta.

.

VOLUMEN



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12 23

PERTURBACIONES ORIGINADAS POR LA VOLADURA DE ROCAS

DIRECCION DEL VIENTO 4

2 9

PANTALLA VEGETAL 10 EDIFICIOS

5

1

MEDIDA DE LA VELOCIDAD DE PARTIDA

VIBRACIONES 7


24

PROYECCIONES COMO EFECTO DE LA VOLADURA DIAMETRO DEL BARRENO (pulg.)

90 80

) 1.000 m ( E C 500 N A C L A

x ) m 70 ( O M I 60 X A 50 M E C40 N A C30 L A

10” 5” 3” 2” 1”

100

5” 3” 2”

50

1”

20 10

0,001

0,01

0,1

ρr

2600

1

Tb (m)

10

0,1

0, 2

0, 3

0, 4

0,5

0,6

0, 7

0,8

0, 9

1, 0

3

CONSUMO ESPECIFICO (Kg/m )



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13

VOLADURA EN LA EXPLOTACION DE MINAS SUBTERRANEA Y TUNELES

25

 En

la explotación de minas subterránea la voladura de producción es aquella orientada a la producción del mineral y la tecnología aplicada depende del método de explotación.



En caso caso de túne túnele les s el obje objeti tivo vo de la vola voladu dura ra de roducción roducción no está está orientad orientada a a roducció roducción n de mineral mineral pero si para la excavación del avance de frentes.


26

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura de roducción Los taladros de voladura normal destrozan la roca por interacción entre sí, con predominio de fracturamiento radial; para lograr este efecto es necesario mantener ciertas condiciones, como:



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14 27

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura de roducción 1) Relación de espaciamiento espaciamiento a burden: E = 1,3 1,3 - 1,5 B. 2) Relaci Relación ón de acopla acoplamie miento nto (diáme (diámetro tro de taladr taladro o a diámetro de cartucho): máxima de 1,2 a 1, buscando un a ecua ecua o con con nam nam en o y a aca aca o e exp exp os vo. vo.


28

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA En la prác prácti tica ca el méto método do de vola voladu dura ra cont contro rola lada da,, requiere de ciertas condiciones que la diferencian del método convencional, como se muestra a continuación:



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15 29

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura de producción 3) Dis Distrib tribu ució ción de la car carga explo xplos siva iva, ocup cupando ndo en prom prome edio dio los los 2/3 2/3 de la long longit itu ud del del tala talad dro (66% (66%)) procurando la mayor concentración de carga al fondo del mismo. so e aco ner ner e para para re ener ener a exp exp os n en e a a ro el mayor tiempo posible, y para mejorar el grado de confinamiento.


30

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura de producción 5) Empleo de explosivo con el mayor brisance y empuje dentro de la relación energía/costo, para las características de la roca. 6) Disparo Disparo de todos todos los taladros taladros de la voladura voladura siguiend siguiendo o un orden orden de de salida salida es aciado aciados s en tiem tiem o de acuer acuerdo do a un esqu squema ema de secu secue encias cias (arra arranq nque ues, s, ayud yudas, cuadradores, alzas, etc.).



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16 31

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura oladura Controla Controlada da A diferencia de los taladros de voladura normal, los de voladura controlada deben espaciarse de tal modo, que las fracturas creadas se dirijan a los puntos de menor resist res istenc encia, ia, es dec decir ir de tal taladr adro o a tal talad adro, ro, ali alineá neándo ndose se para formar un plano de corte, con lo que se disminuye o . Entre sus condiciones fundamentales tenemos:


32

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura Controlada 1) Rela Relaci ción ón de espa espaci ciam amie ient nto o a burd burden en inve invers rsa a a la normal; es decir menor espaciamiento que burden, usualmente: E = 0,5 - 0,8 B.

2

Ex lo losivo de mucho menor diámetro ue el del taladro, para que la relación de desacoplamiento sea mayor que el convencional de 2,1 a 1.



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17 33

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura oladura Controla Controlada da 3) Carga explosiva linear distribuida a todo lo largo del taladro preferentemente con cartuchos acoplables como los de Exsacorte, o en ciertos casos carga amortiguada con espaciadores. 4

Tac aco o in iner ertte so sola lame ment nte e ara ma mant nte ene nerr el ex lo losi siv vo dentro del taladro, taladro, no para confinarlo. confinarlo.


34

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Voladura oladura Controla Controlada da 5)

Empleo Empleo de explosi explosivo vo de baja baja potenci potencia a y velocid velocidad, ad, brisance brisance como el Exacorte y Exsasplit.

6)

Disparo Disparo simultáneo simultáneo de todos los taladros de la línea de corte, corte, sin retardos entre sí, y sólo después de la voladura principal. (Es conveniente un intervalo mínimo de 60 a 100 ms entre el último último taladr taladro o de la voladu voladura ra rinci rinci al los taladr taladros os de la línea línea de corte periférica).

7)

Mantene Mantenerr el alineam alineamien iento to y paralel paralelismo ismo de los taladros, taladros, de acuerdo al diseño del corte a realizar, de lo contrario no hay un buen resultado.



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18 35

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Ventajas de la voladura controlada a. Produce superficies de roca lisas y estables. b. Cont Contri ribu buye ye a redu reduci cirr la vibr vibrac ació ión n de la vola voladu dura ra principal y la sobreexcavación, con lo que se reduce también la proyección de fragmentos y los efectos cercanas a la voladura. También También facilita el transporte de los detritus de voladura, por su menor tamaño.


36

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Ventajas de la voladura controlada c) Produ Produce ce menor menor agrie agrieta tami mien ento to en la roca roca rema remanen nente te.. Es importante tener en cuenta que la voladura convencional, según la carga y el tipo de roca puede afectar a las cajas techos a profundidades de hasta 1,50 y 2,00 m debilitando la estructura en general, mientras que la voladura controlada sólo la afecta entre 0,20 y 0,50 m, contribuyendo a mejorar el . d) En minería minería puede ser una una alternat alternativa iva para para la la explotació explotación n estructura débiles e inestables.

de



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19 37

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Desventajas de la voladura controlada a) Mayor Mayor costo costo que la volad voladur ura a conve convenci ncion onal al por reque requeri rirr más más perforación y empleo de explosivos especiales o acondicionados a propósito. b) Mayo Mayorr demo demora ra en la obra, obra, por el incr increme ement nto o del del trab trabaj ajo o de perforación. c) En algu alguno nos s tipo tipos s de terr terren eno o no lleg llega a a dar dar los los resu result ltad ados os esperados, esperados, como por ejemplo en material detrítico incompetente o deleznable. Mejores resultados por lo general se obtienen en rocas homogéneas y competentes.


38

DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA DE PRODUCCION Y LA VOLADURA CONTROLADA Desventajas de la voladura controlada Son varias las técnicas para voladura controlada desarrolladas en los los últi último mos s años años,, much muchas as vece veces s espe especí cífi fica came ment nte e para para un problema particular, pero las más aplicadas son:  Voladuras  Voladura

de precorte

de recorte

 Voladuras

amortiguadas

Estas técnicas se efectúan tanto para trabajos subterráneos como en superficie. Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade


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20

VOLADURA DE PRODUCCION METODO DE CRATERES INVERTIDOS VCR

39

Los parámetros básicos de una voladura en cráter son: 

La relación longitud/diámetro longitud/diámetro de las debe exceder de 6 a 1 para que actúen como esféricas.





La prof profun undi dida dad d de las las carga argas s, distancia entre el centro de gravedad y la cara libre, debe ser la óptima, óptima, determinán determinándose dose mediante mediante ensa ensa os a lic lican ando do la teorí eoría a de Livingston.

ZONA TENSIONAL

ZONA DE ROTURA

D0

CRATER VERDADERO

El esqu esquem ema a de perfo erfora rac ción ión se calcul calcula a a partir partir de la profun profundid didad ad óptima óptima y volume volumen n máximo máximo de los cráteres.


RELACION ENTRE LA PROFUNDIDAD CRITICA Y PESO DE LA CARGA EXPLOSIV EXPLOSIVA A

40



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21

REPRESENTACION DE LOS RESUL RESULT TADOS DE LA VOLADURA EN CRATER PROYECCIONES

R E T A R C E D N E M UCARGA DEMASIADO L OSUPERFICIAL V

BUENA FRAGMENTACION

FRAGMENTACION GRUESA

41

FRACTURACION DEBIL

CARGA DEMASIADO PROFUNDA

VOLUMEN DEL CRATER OPTIMO

Do

PROFUNDIDAD DE L A CARGA

Do = PROFUNDIDAD OPTIMA DE CARGA Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade

DISPOSICION DE CARGAS EXPLOSIVAS EN VCR NIVEL DE PERFORACION

42

NIVEL DE PERFORACION

NIVEL DE PERFORACION

CORONA

Do

3 X / 4

BLOQUE -C

CENTRO DE LA CARGA DE EXPLOSIVO

3X /

2

CARGAS INICIADAS SIMULTANEAMENTE

2x

BLOQUE -B

3 X / 4 BLOQUE -A

SECUENCIA DE VOLADURAS 1. CORTE INFERIOR . 3. BLOQUE - B 4. BLOQUE - C 5. CORONA

Do

3 X / = DO = PROFUNDIDAD OPTIMA 4

DE CARGA

DO = PROFUNDIDAD OPTIMA

DE CARGA NIVEL DE EXTRACCION



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22 43

VOLADURA DE PRODUCCION METODO DE TALADROS LARGOS 5

1

4

2 HI M

C

E N E A

3

6

7 8 9 D 1 0 C 1 1 A

m 0 8

1 2

B 1 3

1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0

2 1


44

MALLA DE TALADROS LARGOS

Bmax =

D 33

e X PRP c X f X (S/B)

donde: Bmax = Piedra máxima (m) D = Diámetro del barreno (mm) c = Constante de roca. Se toma generalmente: Rocas medias c = 0,3 + 0,75 Rocas duras c = 0,4 + 0,75 f = Factor de fijación. Barrenos verticales f=1 Barrenos inclinados = , Barrenos inclinados 2 : 1 f = 0,85 S/B = Relación entre Espaciamiento y Piedra 3 = Densidad de carga (Kg/dm ) e PRP = Potencia relativa en peso del explosivo

máximo, aplicando una corrección por la desviación de los barrenos y error de emboquille: B = B max - 2D - 0,02 L

siendo “L” la longitud del barreno. El espaciamiento “S” se determina con la expresión S = 1,25 B

El esquema de perforación influye en el dimensiona dimensiona-miento de las galerías o cortes del nivel superior de perforación.



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23 45

ESQUEMA DE PERFORACION DE TALADROS LARGOS RADIALES PERFORADORA

PALA CARGADORA


46

DISEÑO DE CARGA Y MALLA DE PERFORACION PARA TALADROS TALADROS LARGOS RADIALES CE = CEO + 0,03 L + 0,40 AV A V

I

donde: CE

=

Ae =S x B = 3

CE O

cumpliéndose cumpliéndos e la relación:

=

s TABLA 24.4

TIPO DE ROCA

B

CONSUMO ESPECIFICO BASE CEO(Kg/m 3 )

- Fisurada y dura - Con juntas_ - Fracturada - Relativamente homogénea - Homogénea y dura - Blanda y homogénea L Av

q I (Kg/m) CE (Kg/m 3)

0,60 0,55 0,55 0,45 0,40 0,35

=1,3 a 2

siendo: S = Espaciamiento Espaciamiento (m) (m) B = Piedra Piedra (m) Cuando “S=2B” se suelen obtener buenos resultados 2 y entonces “Ae =2B ”, de donde se despeja el valor valor de la piedra para después calcula el espaciamiento. La carga de columna se diseña entre un 50 y un 75% de la carga de fondo, con una longitud adecuada para obtener una buena fragmentación fragmentación..

= Longitud de los barrenos (m) = Anchura de la pega (m)



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24 47

PERFORACION Y VOLADURA EN CAMARAS Y PILARES PILARES


48

PERFORACION Y VOLADURA EN CORTE Y RELLENO RELLENO 4.0 m

7.5 m

3.5 m

perforación vertical

4.0 m

4.5 m

perforación perforac ión horizontal Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade


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25 49

VOLADURA DE PRODUCCION EN TUNELES

m 5 2

7m 9m 9m


50

VOLADURA CONTROLADA OBJETIVOS El obje objettivo ivo de la vola volad dura ura contr ontrol ola ada es evit evita ar el romp rompim imie ient nto o de la roca roca fuer fuera a de lími límite tes s prev previa iame ment nte e establecidos, es decir evitar la sobrerotura ( overbreak).

Es un método especial que permite obtener superficies de corte lisas y bien definidas, al mismo tiempo que evita el agrietamiento excesivo de la roca remanente, con lo que , importante en trabajos subterráneos de orden permanente, para prevención de desplome de techos y otro otros s ries riesgo gos, s, y en supe superf rfic icie ie para para la esta estabi bili lida dad d de taludes en cortes de laderas. Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade


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26 51

VOLADURA CONTROLADA OVERBREACK Designed Profile

Experimental Tunnel Final Profile Exten of Damage (PPV = 1500 mm/sec)


52

VOLADURA CONTROLADA OVERBREACK

Back

Zone Affected by Backholes Zone Affected by Baby Arch Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade


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27 53

VOLADURA CONTROLADA EJEMPLO DE OVERBREACK Y PPV Overbreak (m) 10 0.3

8

0.25 6

0.2

4

0.15 0.1

2

0.05 0

Max Overbreak (m) Critical PPV (m/sec)

0.11

0.25

0.21

0.16

0.12

5

4.25

5.6

8

7

0 d r C t e D h e g r t S h g i H


54

EXPLOSIVOS PARA EL CONTROL DE OVERBREAK

Overbreak Control Products PACKAGING Product Emuline

Cartridge Size [in]

[mm]

7/8 x 16

22 x 400

0.31

0.47

160

48.8

32 x 400

0.47

0.70

107

32.6

Emuline

Cartridge Size

Red-D Lite-E

Cartridge Weight

[in]

[mm]

7/8 x 24

22 x 600

Cartridge Weight

0.30

0.43

83

Note: All dimensions and weights are nominal.



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28 55

EJEMPLO DE MONITORIZACION SISMICA DE CARGAS EXPLOSIVAS PPV (m/sec) 3

2.5

D 2

(Q=Kg/Delay)

Center of Charge

Q=0.5 Q=1.4

1.5

Q=1.7 Q=2.0

1

0.5

0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Distance from Blast (m) Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade

56

VOLADURA CONTROLADA DEFINICIONES Consiste en el empleo de cargas explosivas lineares de baja energía colocadas en taladros muy cercanos entre , controlar la formación de una grieta o plano de rotura cont contin inuo uo,, que que lími límite te la supe superf rfic icie ie fina finall de un cort corte e o excavación. En términos generales, si el disparo para este corte es , “ o presplitting”, y si es post poste erior ior se le con conoce oce com como recorte, voladura de contorno o voladura suave ( smooth blasting); en el caso de túneles también suele denominarse voladura periférica. Dr. Vidal Navarro Torres – Consultor I ntercade


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29

VOLADURA CONTROLADA APLICACION

57

Se empl emplea ea a menu menudo do para para el acab acabad ado o supe superf rfic icia iall de túne túnele les s de obra obras s hidr hidráu áuli lica cas s o vial viales es,, para para redu reduci cirr el cons consum umo o de conc concre reto to cua cuando ndo ést éstos tie tienen nen que ser ser cementados, y en cámaras subterráneas para mejorar el autosostenimiento de techos y paredes. Tambi ambién én se apli aplica ca para para exca excava vaci cion ones es prec precis isas as para para cimentación de maquinaria, para piques y chimeneas, para extr extrae aerr gran grande des s y bien bien form formad ados os bloq bloque ues s de pied piedra ra orname ornamenta ntall en canter canteras as de mármo mármol, l, caliza caliza marmór marmórea ea y granito,entre otros.


VOLADURA CONTROLADA TEORIA DEL METODO

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Una carga carga explos explosiva iva conven convencio cional nal acopla acoplada, da, que llena llena , adyacente en la que la resistencia dinámica a compresión de la roca roca es ampl amplia iame ment nte e supe supera rada da,, trit tritur urán ándo dola la y pulverizándola. Fuera de esa zona de transición, los esfuerzos de tracción radiales alrededor de todo el taladro, lo que se denomina fisuramiento radial.



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uan o

son

os

sim simultá ltáneam neamen ente te,,

as

esa esas

cargas grie griettas

que

se

radi radia ales les

sparan tien tiende den n

a

propagarse por igual en todas direcciones, hasta que por colisión de las dos ondas de choque en el punto medio , complementarios perpendiculares perpendiculares al plano axial.



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Las Las trac tracci cion ones es gene genera rada das s en ese ese plan plano o supe supera ran n la , nuevo agrietamiento y favoreciendo la propagación de las grietas radiales en la dirección de corte proyectado, lográndose esto en especial cuando dos taladros son cercanos. Poster Posterior iormen mente te estas estas grieta grietas s se amplía amplían n y extien extienden den bajo la acción de cuña de los gases de explosión que se infiltran en ellas.



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