1. Voladura de rocas
De acuerdo a los criterios de la mecánica de rotura, la voladura es un proceso tridimensional, en el cual las presiones generadas por explosivos confinados dentro de taladros perforados en la roca, originan una zona de alta concentración de energía que produce dos efectos dinámicos: fragmentación y desplazamiento. l primero se refiere al tama!o de los fragmentos producidos, a su distri"ución y porcenta#es por tama!os, mientras que el segundo se refiere al movimiento de la masa de roca triturada. xiste una serie de factores o varia"les que intervienen directa o indirectamente en la voladura, que son mutuamente dependienteso que están relacionados uno u otro, unos son controla"les y otros no. $on controla"les, por e#emplo, las varia"les de dise!o, de perforación o del explosivo a emplear, mientras que no podemos modificar la geología o las características de la roca. %ara facilidad de interpretació n se resume &a estos factores afines en grupos, que suelen denominarse varia"les, factores, parámetros o condiciones fundamentales que comprenden: 1.1.
%arametros de la roca 'no controla"les(
a. %ropiedades físicas •
Dureza: indica aproximadamente la dificultad de perforarla.
•
)enacidad: indica la facilidad o dificultad de romperse "a#o el efecto de fuerzas de compresión, tensión e impacto, variando entre los rangos de fria"le 'fácil(, intermedia a tenaz 'difícil(.
•
Densidad: indica aproximadamente entre la dificultad para volarla y varía entre 1,* a +, g-cm en promedio. /ocas densas requieren tam"i0n explosivos densos y rápidos para romperse.
•
)extura: trama o forma de amarre de los cristales o granos y su grado de cementación o co&esión, tam"i0n relacionada con su facilidad de rotura.
•
%orosidad: proporción de poros u oquedades y su capacidad de captar agua.
•
Varia"ilidad: las rocas no son &omog0neas en su composición
y
textura.
)ienen
un
alto
índice
de
anisotropía o &eterogeneidad. •
rado de alteración: deterioro producido por efecto del intemperismo y aguas freáticas, además de fenómenos geológicos que las modifican o transforman.
". %ropiedades elásticas o de resistencia dinámica de las rocas •
2recuencia sísmica o velocidad de propagación de las ondas sísmicas y de sonido: velocidad con la que estas ondas atraviesan las rocas.
•
/esistencia mecánica: resistencia a las fuerzas de compresión y tensión.
•
2ricción interna: &a"ilidad de las superficies internas para deslizarse "a#o esfuerzos 'rocas estratificadas(.
•
3ódulo de 4oung: resistencia elástica a la deformación.
•
/adio de %oisson: radio de contracción transversal o extensión longitudinal del material "a#o tensión.
•
5mpedancia: relación de la velocidad sísmica y densidad de la roca versus la velocidad de detonación y la densidad del explosivo. 6sualmente las rocas con alta frecuencia sísmica requieren explosivos de alta velocidad de detonación.
c. 7ondiciones geológicas •
structura: es la forma de presentación de las rocas y está en relación con su origen o formación 'macizos, estratos, etc.(.
•
rado de fisuramiento: indica la intensidad y amplitud del fracturamiento natural de las rocas. $on importantes la orientación 'rum"o y "uzamiento( de los sistemas de fisuras y el espaciamiento entre ellos, así como la apertura y los tipos de relleno en las discontinuidades.
•
%resencia de agua: define incluso el tipo de explosivo a usar.
1.8.
%arametros del explosivo 'controla"les(
%ropiedades físico 9 químicas •
Densidad: peso específico en g-cm 'a mayor densidad, mayor potencia(, varía entre *, a 1,; g - cm. )odo
explosivo tiene una densidad crítica encima de la cual ya no detona. •
Velocidad de detonación 'V
•
)ransmisión
o
simpatía:
transmisión
de
la
onda
de
detonación en la columna de carga. 6na "uena simpatía asegura la explosión total de la columna de carga. •
/esistencia al agua: varía desde nula &asta excelente 'varias &oras(.
•
nergía del explosivo, se puede dar en cal-g ó >-g: calculada so"re la "ase de su formulación, aplica"le para estimar su capacidad de tra"a#o.
•
$ensi"ilidad a la iniciación: cada explosivo requiere un iniciador o ce"o mínimo para iniciarse 'usualmente se tiene como referencia al detonador ?@ A para calificarlos como altos
explosivos
'sensi"les(
y
agentes
de
voladura
'insensi"les(, por lo que requieren un ce"o más potente(. •
Volumen normal de gases: cantidad de gases en con#unto generados por la detonación de 1 Bg de explosivo a *@7 y 1 atm
de
presión,
expresado
en
litros
-Bg.
5ndica
aproximadamente la Ccantidad de energía disponi"le para
el tra"a#o a efectuar y generalmente varía entre ;** y 1 *** litros -Bg. •
%resión de taladro: fuerza de empu#e que e#ercen los gases so"re las paredes del taladro. $e expresa en Bg-cm8, en Bilo"ares 'B"ar( o en 3egapascales '3%a( en el sistema $5. sta presión varía con el confinamiento. Esí, un explosivo con densidad 1,8 y g-cm una presión de explosión de ** 3%a en taladro lleno al 1**F, cuando se llena sólo al G*F llega aproximadamente a 8 ;** 3%a y cuando sólo se llena al A*F "a#ará &asta cerca de 1 G** 3%a.
•
7ategoría de &umos: factor de seguridad que califica su toxicidad 'todos los explosivos generan gases de 7< y ? < en diferentes proporciones(.
1..
7ondiciones de carga •
Diámetro de la carga 'diámetro del taladro(: influye directamente so"re el rendimiento del explosivo y la amplitud de la malla de perforación. )odo explosivo tiene un diámetro crítico= por de"a#o de ese diámetro no detonan.
•
eometría de la carga: relación entre el largo de la carga con su diámetro y el punto donde es iniciada. $e refle#a en el proceso de rompimiento y en la formación de Czonas de fracturación en las cargas cilíndricas de los taladros de voladura.
•
rado de acoplamiento: radio del diámetro de carga al diámetro del taladro. l acoplamiento físico entre la carga explosiva y la roca permite la transferencia de la onda de c&oque entre ellas, teniendo un carácter muy significativo so"re el rompimiento. l efecto de trituración depende muc&o del contacto directo del explo sivo con la roca. l desacoplamiento tiene enorme efecto so"re el grado de confinamiento y so"re el tra"a#o del explosivo, ya que la presión
de
taladro
decrecerá
con
el
aumento
del
desacoplamiento. sta condición puede incluso ocasionar que los gases li"erados por la explosión se aceleren más rápidamente que la onda de detonación en la columna de carga, acumulándola al descomponer al explosivo por el fenómeno denominado Cefecto canal o presión de muerte 'dead pressing(. l desacoplamiento es recomenda"le sólo para la voladura controlada o amortiguada, donde forma un colc&ón de aire que amortigua el impacto, con lo que disminuye la fragmentación. %ara voladura convencional se recomienda que la relación entre diámetro de taladro y diámetro de cartuc&o no sea mayor que 1,8:1. 7omo por e#emplo : cartuc&os de 8 mm de diámetro para taladros de +* mm de diámetro, o cartuc&os de +8 mm de diámetro para taladro de * mm de diámetro. •
rado de confinamiento: depende del acoplamiento, del taqueo o aca"ado, del uso de taco inerte para sellar el
taladro y de la geometría de la carga '"urden y distancia entre los taladros(. 6n confinamiento demasiado flo#o determinará un po"re resultado de voladura. %or otro lado, un alto grado de confinamiento 'por excesivo atacado del explosivo( puede incrementar tanto su densidad que lo puede &acer insensi"le a la transmisión de la onda de detonación y fallar. Hos explosivos a granel 'E?2<, emulsión( en "ancos se confinan por sí solos. •
Densid ad de carguío 'Dc(: da la medida de llenado de un taladro. n el caso de un llenado perfecto sin de#ar el menor espacio desocupado tendremos por definición una densidad de carguío I 1. n general, cuando un taladro se llena al J F de su espacio ocupado por explosivo tendremos Dc I *,G8.
•
Distri"ución de carga en el taladro: Ha carga explosiva puede ser de un solo tipo en todo el taladro 'carga Knica( o tener primero explosivo más denso y potente 'carga de fondo( y luego explosivo menos denso 'carga de columna(. )am"i0n pueden ser varias cargas de igual o distinto tipo separadas entre sí por material inerte 'cargas espaciadas o decBs(.
•
)ipo y u"icación del ce"o: puede emplearse el ce"o Knico, el ce"ado mKltiple 'dos o más en rosario en la misma columna de carga, o una en cada decB en cargas
espaciadas(
y
el
ce"ado
longitudinal
'axial(,
0ste
generalmente con cordón detonante. •
Distri"ución de energía, en cal-tn de roca: la energía aplicada so"re la roca dependerá de la distri"ución de la carga en el taladro, de la densidad del carguío, del punto de iniciación y del tipo de explosivo utilizado, mientras que el consumo Ktil de energía está vinculado al confinamiento y tiempo de duración del proceso de rotura antes que los gases se disipen en el am"iente. Elrededor de la columna explosiva la fracturamiento presenta cierta zonificación = el área de cráter o de cavidad de la explosión donde procesos &idrodinámicos asociados a la detonación producen la volatilización y pulverización de la roca, la zona de transición
donde
la
presión
y
tensión
se
reducen
rápidamente srcinando un flu#o plástico o viscoso de la roca acompa!ado por trituración y desintegración, finalmente la zona sísmica donde la tensión se encuentra ya por de"a#o del límite elástico de la roca y donde ya no se presenta fragmentación si no &ay caras li"res. Ha densidad de carguío y la distri"ución del explosive tienen influencia en esta zonificación. Esí, un taladro con carga normal de columna con refuerzo de carga de fondo tendrá un "uen rompimiento al piso. %or lo contrario, si la mayor densidad de carga está &acia la "oca del taladro, el tiro proyectará demasiados fragmentos
volantes y tendrá mal
rompimiento al piso. 5gualmente, es diferente el resultado entre una carga concentrada al fondo y otra en la que se empleen cargas alternadas con tacos a lo largo del taladro 'decB c&arges(. Has cargas desacopladas y el empleo de explosivos de "a#a presión de detonación normalmente eliminan la zona de trituración y controlan el rum"o y extensión de las grietas en la voladura amortiguada. •
5ntervalos de iniciación de las cargas 'timing(: los taladros de"en
ser
disparados
manteniendo
una
secuencia
ordenada y correcta, para crear las caras li"res necesarias para la salida de cada taladro, lo que se logra con los detonadores de retardo o con m0todos de encendido convencional escalonados. •
Varia"les de perforación: tienen importante influencia en los resultados de la voladura :
a. Ha profundidad del taladro respecto a la altura de "anco en superficie y al avance estimado en tKneles.
". Ha malla de perforación, espaciamiento
entre
relación
taladros,
de
"urden
importante
para
y la
interacción entre ellos.
c. Diámetro del taladro, "ase para determinar el "urden y el consumo de explosivo. Has "rocas de perforación tienen desgaste varia"le segKn el tipo de roca, tendiendo a reducir paulatinamente su diámetro '"it Lear factor(, especialmente en perforaciones de peque!o diámetro.
d. 5nclinación
del
taladro,
controlada,
como
en
la
perforación radial o en a"anico y desviación del taladro 'fuera de control, per#udica el performance del explosivo y por tanto la fragmentación y avance(. < tros factores que se de"en considerar en el planeamiento de un disparo son el costo de perforación y el costo del explosivo, con "ase en el consumo total de explosivo por m o tonelada de roca movida 'factor de carga en Bg -m(. )am"i0n para ciertos tipos de explosivo su vida Ktil 's&elf life(.
8. 7ondiciones generales para el tra"a#o eficiente de los explosivos a. De"en contar con cara li"re para facilitar la salida del material
fragmentado. ". De"en estar confinadas, para aumentar su densidad de carga 'atacado con
vara de madera o compactación con aire comprimido en carguío a granel(. $ellado del taladro con taco inerte. c. De"en ser cuidadosamente ce"ados. d. De"en ser disparados manteniendo una secuencia ordenada de salidas
'temporización(. e. l espaciamiento entre taladros de"e ser el adecuado para permitir la
interacción de las grietas radiales entre ellos= de lo contrario &a"rá mala fragmentación, incluso &asta pueden soplarse sin efecto rompedor.
. valuación de la voladura
6na voladura se evalKa por los resultados o"tenidos. %ara calificarla se consideran los siguientes aspectos: volumen de material movido, avance del disparo, pisos, fragmentación, forma de acumulación de los detritos, costo total del disparo. .1.
l volumen o tonela#e del material movido: de"erá ser igual o cercano al volumen teórico calculado previamente considerando el espon#amiento del material roto.
.8.
l avance del frente disparado: en la"ores su"terráneas el avance máximo es equivalente a la amplitud de l sección, por tanto el avance de"erá ser al menos igual a la profundidad de los taladros. Ha periferia en las secciones de"erá ser igual a la proyectada= si resulta menor, requerirá ensanc&e adicional 'desquinc&e(. %or otro lado, si so"repasa el límite especificado resultarán pro"lemas de costo, y en ciertos casos pro"lemas de esta"ilidad y gastos de sostenimiento.
..
l nivel del piso: es indispensa"le mantener el nivel del piso para el drena#e de agua y para el tendido de líneas de riel donde se utilice transporte con locomotora.
.+.
l grado de fragmentación: el material disparado o el tama!o promedio requerido de los fragmentos depende del tra"a#o en que se van a emplear, pero por lo general la fragmentación demasiado gruesa o demasiado menuda son inconvenientes. De"e o"servarse el porcenta#e de pedrones grandes que tendrán que ser reducidos posteriormente. Ha fragmentación tiene relación directa con la facilidad de paleo y transporte y con sus costos.
..
Ha so"rerotura: generalmente indica exceso de carga explosiva.
n tKneles y la"ores su"terráneas de"ilita y agrieta a la roca remanente en toda la periferia, afectándola a profundidad, con el riesgo de colapso del tec&o o paredes. Eparte de condiciones geológicas de incompetencia, de"ilidad estructural y alto grado de fracturamiento, tienen responsa"ilidad en este pro"lema el exceso de carga explosiva y - o el encendido instantáneo o con tiempos muy cortos entre taladros, de"ido al fuerte golpe que producen. .;.
l desplazamiento y acumulación: el material volado, de"e ser adecuado para facilitar las operacione s de carga y acarreo. Ha forma de acumulación se proyecta de acuerdo al tipo de equipo que se va a emplear en la limpieza del disparo. Ha forma aproximada de los montículos de detritos se consigue con el trazo de perforación y con el diagrama del tendido de iniciación, distri"ución de los retardos y de la disposición de las caras li"res. Esí, una distri"ución con amarres en CV resulta en un montículo central, mientras que un amarre en líneas longitudinales resultará en acumulación a lo largo de toda la cara del frente disparado.
..
Ha falta de desplazamiento: cuando un disparo rompe material pero no se mueve de su sitio, se dice cuando falla el arranque.
.A.
Ha dispersión de fragmentos a distancia: además de incrementar el riesgo de proyección de fragmentos volantes, tiene el inconveniente en minas de Cdiluir el material de valor económico al mezclarlo con desmonte, cuando se desparrama le#os de la cara de voladura. eneralmente indica excesiva carga explosiva &acia el cuello del taladro, o falta de taco inerte.
.G.
7osto de la voladura: para determinar el costo total de una voladura, además del costo de perforación 'aire, "arrenos, aceite, depreciación de la máquina, etc.( costo de explosivos, accesorios y planilla del personal 'valorados en soles o dólares -)3( se de"en tener en cuenta los costos de carguío y acarreo del material triturado, más los adicionales de voladura secundari a de pedrones so"re dimensionados y los de empleo de equipo adicional para eliminar lomos al piso. )odos ellos, aparte del avance y del volumen o tonela#e movido, representan el real rendimiento o resultado económico de la voladura. Eparte de la evaluación visual del disparo, su#eta a la experiencia del o"servador, se cuenta actualmente con equipos de control sofisticados, como cámaras de video o película de alta velocidad, sismógrafos, equipos y softLare para determinar la granulometría del material o"tenido, instrumentos topográficos rápidos y precisos para determinar el contorno del área disparada y cu"icarla, instrumentos para la detección y control de gases en las fronteras y para la medición de velocidad de detonación 'V
Murden 'M(
)am"i0n denominada piedra, "ordo o línea de menor resistencia a la cara li"re. Eunque no es propósito de este manual detallarlas, se mencionan algunas, como referencia. 2órmula de Endersen
7onsidera que el "urden es una función del diámetro y longitud del taladro, descri"i0ndola así: 2órmula de Hangefors
7onsidera además la potencia relativa del explosivo, el grado de compactación, una constante de la roca y su grado de fracturamiento, mediante la siguiente fórmula: 2órmula de 7. Nonya
Masada en las teorías del Dr. Es&. Determina el "urden con "ase en la relación entre el diámetro de la carga explosiva y la densidad, tanto del explosivo como de la roca, segKn: 2órmula de Es&
7onsidera una constante B" que depende de la clase de roca y tipo de explosivo empleado : M I B" x O 18 donde:
M
:
"urden.
O
:
diámetro detaladro.
B"
:
constante, segKn el siguiente cuadro:
en la "oca del taladro, lomos al pie de la cara li"re y "loques de gran tama!o en el tramo del "urden. %or otro lado, espaciamientos excesivos producen fracturación inadecuada, lomos al pie del "anco y unas nueva cara li"re frontal muy irregular.
n la práctica, normalmente es igual al "urden para malla de perforación cuadrada I M y de I 1, a 1, M para malla rectangular o alterna. %ara las cargas de precorte o voladura amortiguada (smooth blasting) el espaciamiento en la Kltima fila de la voladura generalmente es menor: I *, a *,A M cuando se pretende disminuir el efecto de impacto &acia atrás. $i el criterio a emplear para determinarlo es la secuencia de salidas, para una voladura instantánea de una sola fila, el espaciado es normalmente de I 1,A M, e#emplo para un "urden de 1, m ' P ( el espaciado será de 8,G m 'G P(.
spaciamiento '(
s la distancia entre taladros de una misma fila que se disparan con un mismo retardo o con retardos diferentes y mayores en la misma fila. $e calcula en relación con la longitud del "urden, a la secuencia de encendido y el tiempo de retardo entre taladros. El igual que con el "urden, espaciamientos muy peque!os producen exceso de trituración y craterización M
:
"urden, en pies.
H
:
longitud de taladros, en pies.
n
voladu ra
con
det ona dor es de
ret ard o e l espaciado promedio es
aproximadamente de: I 1,+ M
$i el criterio a emplear en taladros de mediano diámetro es la resistencia a comprensión, para roca "landa a media variará de * a + O y para roca dura a muy dura de + a A O. $i además de la resistencia se involucra el tipo de
explosivo, para taladros de medio a gran diámetro se puede considerar lo siguiente: Con Examon y ANFO:
%ara roca "landa a media :
I 8 a O. %ara roca dura a muy dura :
I 8 a 8+ O. Con emulsiones, hidrogeles y ANFO Pesado:
%ara roca "landa a media :
I a + O. %ara roca dura a muy dura :
I a + O. /adio longitud a "urden ' H-M(
Ha relación ideal de longitud a "urden es de :1 que compro"ar el "urden y
sirve de referencia para
diámetro óptimos, mediante tanteos con diferentes
diámetros &asta aproximarnos lo más posi"le a , en "ase al "urden o"tenido con la fórmula de Nonya. #emplo, teniendo los siguientes valores: Diámetro del explosivo
:
Densidad del explosivo
8,*.
Hongitud de taladro
:
*,A. Densidad de la roca : :
.
8 pies ',;8m(.
". 3alla
s la forma en la que se distri"uyen los taladros de una voladura, considerando "ásicamente a la relación de "urden y espaciamiento y su directa vinculación con la profundidad de taladros. Distintas formas de amarre de los accesorios y diferentes tiempos de encendido de los taladros se aplican para o"tener la más conveniente fragmentación y forma de acumulación de los detritos, para las posteriores operaciones de carguío y transporte del material volado. Hos dise!os de amarre de las conexiones entre taladros de los trazos
de
perforación anteriores, determinan el dise!o de mallas de salida.la distri"ución
de los tiempos de encendido de los taladros cuando se utilicen detonadores de retardo, dando lugar al "urden Creal o efectivo, de menor longitud que el virtual, como se o"serva en las salidas diagonales en el gráfico.
Voladura su"terránea
E"iertos en su mayoria en sentido &orizontal, pero tam"i0n inclinado y en forma vertical. n este Kltimo caso, si la excavación se efectKa &acia arri"a desde un determinado punto o nivel se
denominan c&imeneas (raise shafts) y si es &acia
a"a#o piques (sink shafts). n ciertas condiciones de terreno algunos son excavados de modo continuo con
máquinas tuneleras de avance rotatorio
'tunel boring mahines Q )M3 y raise boring mahines Q /M3( pero la gran mayoría se &acen en forma discontinua, por fases. E diferencia del "anqueo donde se cuenta con dos o más caras li"res para la salida de la voladura, en su"terránea la Knica cara li"re disponi"le es la del frontón, que es tam"i0n la Knica superficie facti"le para la perforación. De"ido a su longitud en relación con la relativamente peque!a sección transversal del frente, los taladros solamente pueden ser perforados en forma perpendicular a la cara li"re 'a lo más con peque!a inclinación(. n tales condiciones los tiros no pueden arrancar la roca tal como podrían &acerlo si estuvieran dispuestos en planos paralelos a la cara como en la voladura de "ancos. sta dificultad se su"sana dedicando un cierto nKmero de taladros 'que se disparan primero( específicamente para a"rir una cavidad inicial cuyas paredes actuarán como caras li"res para los tiros su"siguientes, lo que se denomina el Ccorte o Carranque.
7omo las dimensiones del "urden y espaciamiento son cortas, especialmente en el área del arranque, los explosivos de"erán ser lo suficientemente insensi"les para evitar la transmisión de la detonación por simpatía, pero sí tener una velocidad de
detonación lo suficientemente elevada, superior a
*** m -s para evitar el efecto canal en los explosivos encartuc&ados dentro de taladros de mayor diámetro 'fenómeno que consiste en que los gases de explosión empu#an al aire alo#ado entre la columna de explosivo y la pared de taladro, comprimiendo a los cartuc&os por delante del frente de la onda de c&oque y aumentando su densidad al punto de &acerlos insensi"les a detonación(. %or e#emplo, el área de nKcleo que es compara"le geom0tricamente a las voladuras de "anco, requiere cargas específicas de explosivo de entre cuatro y diez veces superiores, sea por disponerse de menor espacio para espon#amiento o natura les errores de perforación.
7ortes o arranques
l principio de la pala"ra voladura de tKneles reside, por tanto, en la apertura de una cavidad inicial, denominada corte, cuele o arranque, destinada a
crear una
segunda cara li"re de gran superficie para facilitar la su"siguiente rotura del resto de la sección, de modo que los taladros del nKcleo y de
la periferia
pueden tra"a#ar destrozando la roca en dirección &acia dic&a cavidad. El formarse la cavidad el frente cerrado del tKnel se transforma en un C "anco anular , donde los factores de cálculo para el destroce serán a los empleados en un "anco de
seme#antes
superficie, pero como ya se mencionó,
exigiendo cargas considera"lemente mayor es para desplaz ar el
material
triturado. $egKn las dimensiones de un tKnel y el diámetro de los taladros, el área de la cavidad de arranque puede ser de 1 a 8 m 8, normalmente adecuada para facilitar la salida de los taladros del nKcleo &acia ella, pero con taladros de diámetros mayores el área necesaria puede llegar a + m8. Ha profundidad del corte de"erá ser igual a la estimada para el avance del disparo, cuando menos. Ha
u"icación influye en la facilidad de proyección del
material roto, en el consumo de explosivo y el nKmero de taladros necesarios para el disparo. %or lo general, si se localiza cerca de uno de los flancos 'a( se requerirá menos taladros en el frontón= cerca al tec&o '"(
proporciona "uen
desplazamiento y centrado de la pila de escom"ros, pero con mayor consu mo de explosivo = al piso 'c( es conveniente sólo cuando el material puede caer fácilmente por desplome. n general, la me#or u"icación es al centro de la sección ligeramente por de"a#o del punto medio 'd(.
30todos de corte
7orresponden a las formas de efectuar el disparo en primera fase para crear la cavidad de corte, que comprenden dos grupos: 7ortes con taladros en ángulo o cortes en diagonal. 7ortes con taladros en paralelo. 7ortes en diagonal
Ha efectividad de los cortes en diagonal consiste en que se preparan en forma angular con respecto al frente del tKnel, lo que permite que la roca se rompa y
despegue en forma de Cdescostre sucesivo &asta el fondo del disparo. 7uanto más profundo de"e ser el avance, tanto más taladros diagonales de"en ser perforados en forma escalonada, uno tras otro
conforme lo permita el anc&o
del tKnel. stos cortes se recomiendan so"re todo para roca muy tenaz o plástica por el empu#e que proporcionan Cdesde atrás. )am"i0n para las que tienen planos de rotura definidos, ya que dan mayor alternativa que el corte paralelo para atacarlas con diferentes ángulos. n su mayoría se efectKan con perforadoras manuales y su avance por lo general es menor en profundidad que con los cortes en paralelo '+ y *F del anc&o del tKnel(, pero tienen a su favor la venta#a de que no se Ccongelan o Csinterizan por exceso de carga o
inadecuada distancia entre taladros, como ocurre
frecuentemente con los cortes paralelos. s indispensa"le que la longitud y dirección de los
taladros sean proyectadas
de tal forma que el corte se u"ique sim0tricamente a una línea imaginaria y que no se perfore excesivamente. $e disponen por pare#as,
de"iendo tender casi a
#untarse en la parte más profunda para permitir un efecto com"inado de las cargas, esto especialmente en rocas difíciles de romper 'duras, estratificadas, etc.(. $on más incómodos para perforar porque el operador tiene que ver imaginariamente cómo están quedando u"icados y orientados los taladros, para evitar que se intercepten. /especto a la carga explosiva, los taladros de arranque, es decir los más cercanos a la cara li"re, no requieren una elevada densidad. Rsta puede disponerse más "ien en los más profundos para tratar de conseguir alguna rotura adicional que compense la natural limitación del avance de"ido a la propia perforación. stos
cortes son mayormente aplicados en tKneles y galerías de corta sección con taladros de peque!o diámetro. Hos consumos promedio varían en cifras tan extremas como *,+ a 1,A Bg-m . Edemás de tKneles, los cortes angulares especialmente en cu!a y a"anico permiten a"rir la rotura inicial en frentes planos sin cara li"re, como es el caso de apertura de zan#as, pozos, etc. stos cortes pueden clasificarse en tres grupos: 7orte en cu!a de e#ecución vertical " ' edge ut(, corte en cu!a de e#ecución &orizontal 'Cv o CL ( y corte piramida l. n los tres casos los taladros son convergentes &acia un e#e o &acia un punto al fondo de la galería a perforar. 7orte en a"anico 'fan ut( con diferentes variantes. n este caso los taladros son divergentes respecto al fondo de la galería. 7ortes com"inados de cu!a y a"anico o paralelo y a"anico. Ha geometría de arranque logrado con los cortes angulares "ásicos se muestran en las siguientes figuras: ut ( 7orte en pirámide o diamante enter '
7omprende a cuatro o más taladros dirigidos en forma de un &az convergente &acia un punto comKn
imaginariamente u"icado en el centro y
fondo de la la"or a excavar, de modo que su disparo instantáneo creará una cavidad piramidal.
ste m0todo requiere de una alta concentración de carga en el fondo de los taladros 'apex de la pirámide(. $e le prefiere para piques y c&imeneas. $egKn la dimensión del frente puede tener una o dos pirámides superpuestas. 7on este corte se pueden lograr avances de A*F del anc&o de la galería= su inconveniente es la gran proyección de escom"ros a considera"le distancia del frente.
7orte en cu!a o en Cv " ' edge ut (
7omprende a cuatro, seis o más taladros convergentes por pares en varios planos o niveles 'no &acia un solo punto( de modo que la cavidad a"ierta tenga la forma de una cu!a o Ctrozo de pastel. s de e#ecución más fácil aunque de corto avance especialmente en tKneles estrec&os, por la dificultad de perforación. Ha disposición de la cu!a puede ser en sentido vertical &orizontal. l ángulo adecuado para la orientación de los taladros es de ;* a *@. s más efectivo en rocas suaves a intermedias, mientras que el de la pirámide se aplica en rocas duras o tenaces. o dra" ut ( 7orte en cu!a de arrastre drag '
s prácticamente un corte en cu!a efectuado a nivel del piso de la galería de modo que el resto del destroce de la misma sea por desplome. $e emplea poco en tKneles, más en minas de car"óno en mantos de roca suave.
7orte en a"anico 'fan ut (
s similar al de arrastre pero con el corte a partir de uno de los lados del tKnel, disponi0ndose los taladros en forma de un a"anico 'divergentes en el fondo(. )am"i0n se le denomina Ccorte de destroce porque se "asa en la rotura de toda la cara li"re o frente de ataque del tKnel. %oco utilizado, requiere cierta anc&ura para conseguir avance acepta"le. 7orte com"inado de cu!a y a"anico
6sualmente recomendado para roca tenaz y dura, &asta elástica. Stil y muy confia"le, aunque es difícil de perforar.
. 7ortes en paralelo
7omo su nom"re lo indica, se efectKan con taladros paralelos entre sí. $e &an generalizado por el empleo cada vez mayor de máquinas perforadoras tipo >um"o, que cuentan con "razos articulados en forma de
pantógrafo para facilitar el
alineamiento y dar precisión en la u"icación de los mismos en el frente de voladura. Hos taladros correspondientes al nKcleo y a la periferia del tKnel tam"i0n son paralelos en razón de que es virtualmente imposi"le perforar en diagonal con estas máquinas. )odos tienen la misma longitud llegando al pretendido fondo de la la"or. l principio se orienta a la apertura de un &ueco central cilíndrico, que actKa como una cara li"re interior de la misma longitud que el avance proyectado para el disparo. Ha secuencia de voladura comprende tres disparados casi
fases = en la primera son
simultáneamente los taladros de arranque para crear la
cavidad cilíndrica = en la segunda los taladros de ayuda del nKcleo rompen por colapso &acia el e#e del &ueco central a lo largo de toda su longitud, ampliando casi al máximo de su dise!o la excavación del tKnel, tanto &acia los flancos como &acia el fondo= por Kltimo salen los taladros de la periferia 'alzas, cuadradores y arrastres del piso( perfilando el tKnel con una acción de descostre. l perfil o aca"ado final de la pared continua del tKnel depende de la estructura geológica de la roca, "ásicamente de su forma y grado de fisuramiento natural 'cliva#e, diaclasamiento,
estratificación( y de su contextura.
l &ueco central de"e tener suficiente capacidad para acoger los detritos creados por el disparo de los primeros taladros de ayuda cercanos, teniendo en
cuenta el natural
espon#amiento de la roca triturada, de modo que se facilite la expulsión ' tro"( del
material de arranque, despu0s de las segundas ayudas y los taladros perif0ricos. %ara diferentes diámetros de taladros se requieren
diferentes espaciamientos
entre ellos. s importante la precisión de la perforación para mantener estos espacios y evitar la divergencia o convergencia de los taladros en el fondo con lo que puede variar el factor de carga. Ha densidad y distri"ución de la columna de explosivo, en muc&os casos reforzada, así como la secuencia ordenada de las salidas son determinantes para el resultado del corte. 6sualmente los taladros de arranque se disparan con retardos de milisegundos y el resto del tKnel con retardos largos, aunqu e en cier tos casos los microretardos pueden ser contraproducentes. stos cortes son aplicados generalmente en roca
&omog0nea y competente,
son fáciles y rápidos de e#ecutar pero como contraparte no siempre dan el resultado esperado, ya que cualqui er error en la perforación 'paralelismo y profundidad(, en la
distri"ución del explosivo o en el m0todo de encendido se
refle#ará en mala formación de la cavidad, o en la sinterización 'aglomeración( de los detritos iniciales que no a"andonan la cavidad a su de"ido tiempo, per#udicando la salida de los taladros restantes. $i la carga explosiva es demasiado "a#a el arranque no romperá adecuadamente, y si es muy elevada la roca puede desmenuzarse y compactar malogrando el corte lo que afectará todo el disparo. Edemás del corte cilíndrico con taladros paralelos se efectKan otros esquemas, como corte paralelo
escalonado, con el que se procura conseguir un &ueco o
ta#ada inicial de geometría cuadrangul ar y de amplitud igual al anc&o de la la"or, cuyo desarrollo comprende un avance escalonado o secuencial por
ta#adas &orizontales o escalones, con taladros de
longitudes crecientes
intercalados, que se disparan en dos fases= una primera que comprende taladros al piso perforados y cargados en toda su longitud desde la cara li"re &asta el fondo de avance, superpuestos a espacios
determina dos por
otros
distri"uidos en CplanosC cada vez más cortos &asta llegar al tec&o con una longitud promedio de * a ;* cm, y una segunda inversa con los taladros más largos al tec&o, terminando con los más cortos al piso. l disparo de la primera fase rompe la mitad del tKnel por desplome, de#ando un plano inclinado como segunda cara li"re, so"re la que actuarán los taladros de la segunda fase por acción de levante. stos cortes son adecuados para rocas estratificadas, mantos de car"ón, rocas fisuradas o incompetentes. )ipos de cortes paralelos
Hos esquemas "ásicos con taladros paralelos son: 7orte quemado. 7orte cilíndrico con taladros de alivio. 7orte escalonado por ta#adas &orizontales. )odos ellos con diferentes variantes de acuerdo a las condiciones de la roca y la experiencia lograda en diversas aplicaciones.
7orte quemado
7omprende a un grupo de taladros de igual diámetro perforados cercanamente entre sí con distintos trazos o figuras de distri"ución, algunos de los cuales no
contienen carga explosiva de modo que sus espacios vacíos actKan como caras li"res para la acción de los taladros con carga explosiva cuando detonan. l dise!o más simple es de un rom"o con cinco taladros, cuatro vacíos en los v0rtices y uno cargado al centro. %ara ciertas condiciones de roca el esquema se invierte con el taladro central vacío y los cuatro restantes cargados. )am"i0n son usuales esquemas con seis, nueve y más taladros con distri"ución cuadrática, donde la mitad va con carga y el resto vacío, alternándose en formas diferentes, usualmente triángulos y rom"os. squemas más complicados, como los denominados cortes suecos, presentan secuencias de salida en espiral o caracol. ?ota 7omo los taladros son paralelos y cercanos, las
concentraciones de carga son
elevadas, por lo que usualmente la roca fragmentada se sinteriza en la parte profunda de la excavación 'corte(, no dándose así las condiciones óptimas para la salida del arranque, como por lo contrario ocurre con los cortes cilíndricos. Hos avances son reducidos y no van más allá de 8, m por disparo, por lo que los cortes cilíndricos son preferentemente aplicados.
7orte cilíndrico
ste tipo de corte mantiene similares distri"uciones que el corte quemado, pero con la diferencia que influye uno o más taladros centrales vacíos de mayor diámetro que el resto, lo que facilita la creación de la cavidad cilíndrica. ?ormalmente proporciona mayor avance que el corte quemado.
n este tipo de arranque es muy importante el "urden o distancia entre el taladro grande vacío y el más próximo cargado, que se puede estimar con la siguiente relación: M I *, x diámetro del taladro central 'el "urden no de"e confundirse con la distancia entre centros de los mismos, normalmente utilizada(. n el caso de emplear dos taladros de gran diámetro la relación se modifica a: M I *, x 8 diámetro central. 6na regla práctica indica que la distancia entre taladros de"e ser de 8, diámetros. 7ómo determinar los cálculos para perforación carga y
stime un diámetro grande en relación con la profundidad de taladro que permita al menos un avance de G F por disparo.
7omo alternativa perfore varios taladros de
peque!o diámetro de acuerdo con
la siguiente fórmula: O1 I O 8 x T n donde: O1
: diámetro grande supuesto. O8 :
:
diámetro grande empleado. n
nKmero de taladros grandes.
7alcule el "urden máximo en relación con el diámetro grande de acuerdo a la siguiente fórmula: %rimer cuadrilátero : M U 1, O donde: M
:
"urden máximo I distancia del &ueco
grande al &ueco peque!o, en
m. O : diámetro del &ueco grande. %ara cuadriláteros donde: M E :
:
"urden máximo, en m. anc&o de apertura o la"oreo, en m.
su"siguientes : M U E
$iempre calcule la desviación de la perforación, para lo cual una fórmula adecuada es la siguiente:
2 I M '*,1 *,* W( donde:
2 W :
:
desviación de la perforación, en m.
M
: "urden máximo, en m.
profundidad del taladro, en m.
%ara o"tener el "urden práctico, reducir el "urden máximo por la desviación de la perforación '2(. $iempre perfore los taladros segKn un esquema estimado. 6n taladro demasiado profundo deteriora la roca, y uno demasiado corto de#a que parte de la roca no se fracture. Esí, las condiciones desme#oran para la siguiente ronda disminuyendo el avance por disparo como resultado final. 7alcule siempre las cargas en relación con el máximo "urden y con cierto margen de seguridad. $eleccione el tiempo de retardo de manera que se o"tenga suficiente tiempo para que la roca se desplace. Hos dos primeros taladros son los más importantes. 2actores a considerar para conseguir óptimo
resultado cuando se emplean
cortes paralelos. Dise!o "ásico para voladura su"terránea en tKnel
l trazo o diagrama de distri"ución de taladros y de la secuencia de salida de los mismos presenta numerosas alternativas, de acuerdo a la naturaleza de la roca y a las características del equipo perforador, llegando en ciertos casos a ser "astante comple#o. 7omo guía inicial para preparar un dise!o "ásico de voladura en tKnel mostramos el ya conocido m0todo de cuadrados y rom"os inscritos, con arranque
por corte quemado en rom"o, y con distri"ución de los taladros y su orden de salida. Distri"ución y denominación de taladros
Hos taladros se distri"uirán en forma conc0ntrica, con los del corte o arranque en el área central de la voladura, siendo su denominación como sigue: Erranque o cueles
$on los taladros del centro, que se disparan primero para formar la cavidad inicial. %or lo general se cargan de 1, a 1, veces más que el resto. Eyudas
$on los taladros que rodean a los taladros de arranque y forman las salidas &acia la cavidad inicial. De acuerdo a la dimensión del frente varía su nKmero y distri"ución comprendiendo a las primeras ayudas 'contracueles(, segunda y terceras ayudas 'taladros de destrozo o franqueo(. $alen en segundo t0rmino. 7uadradores
$on los taladros laterales '&astiales( que forman los flancos del tKnel. Elzas o tec&os
$on los que forman el tec&o o "óved a del tKn el. )am"i0n se les denominan taladros de la corona. n voladura de recorte o smooth blasting se disparan #untos alzas y cuadradores, en forma instantánea y al final de toda la ronda, denominándolos en general,
Ctaladros perif0ricos.
Errastre o pisos
$on los que corresponden al piso del tKnel o galería= se disparan al final de toda la ronda.
?Kmero de taladros
l nKmero de taladros requerido para una voladura su"terránea depende del tipo de roca a volar, del grado de confinamiento del frente, del grado de fragmentación que se desea o"tener y del diámetro de las "rocas de perforación disponi"les= factores que individualmente pueden o"ligar a reducir o ampliar la malla de perforación y por consiguiente aumentar o disminuir el nKmero de taladros calculados teóricamente. 5nfluyen tam"i0n la clase de explosivo y
el
m0todo de iniciación a emplear. $e puede calcular el nKmero de taladros en forma aproximada mediante la siguiente fórmula empírica :
?@tal. I 1* x
E x W donde:
E
:
anc&o de tKnel.
W
:
altura del tKnel.
#emplo %ara un tKnel de 1,A* m x 8,A* m I ,*+ m 8 ?@tal. I
x 1* I 8,8 x 1* I 88
taladros < en forma más precisa con la relación: ?@ t I '%-dt( X 'c x $ ( donde:
%
:
circunferencia o perímetro de la sección del
tKnel, en m, que se
o"tiene con la fórmula: %I
dt
Ex+
:
distancia entre los taladros de la circunferencia o perif0ricos que
usualmente es de: c
:
coeficiente o factor de roca, usualmente de:
$
:
dimensión de la sección del tKnel en m
#emplo
8 'cara li"re(
para el mismo tKnel de m 8
de área, en roca intermedia, donde
tenemos: %
I
x + I 8,8 x + I A,A
dt
I *,;
c
I 1,
$
I m
8
Eplicando la fórmula: ?@t I '%-dt( X 'c x $(, )enemos: 'A,A -*,;( X '1, x ( I 1+, X , I 88 taladros.
Distancia entre )aladros
$e determinan como consecuencia del nKmero de taladros y del área del frente
de
voladura.
? ormalmente varían de 1 a * cm entre los
arranques, de ;* a G* cm entre los de ayuda, y de * a * cm entre los cuadradores. 7omo regla práctica se estima una distancia de 8 pies ';* cm( por cada pulgada del diámetro de la "roca. Hos taladros perif0ricos 'alzas y cuadradores( se de"en perforar a unos 8* a * cm del límite de las paredes del tKnel para facilitar la perforación y para evitar la so"rerotura. ?ormalmente se perforan ligeramente divergentes del e#e del tKnel para que sus topes permitan mantener la misma amplitud de sección en la nueva cara li"re a formar.
Hongitud de taladros
$erá determinada en parte por el anc&o Ktil de la sección, el m0todo de corte de arranque escogido y por las características del equipo de perforación. 7on
corte quemado puede perforarse &asta 8 y m de profundidad, mientras que con corte en CV sólo se llega de 1 a 8 m de tKneles de peque!a sección. %ara calcular la longitud de los taladros de corte en V, cu!a o pirámide se puede emplear la siguiente relación: H I *, x $
Donde: $
:
es la dimensión de la sección del tKnel en m8.
7antidad de 7arga
Depende de la tenacidad de la roca y de la dimensión del frente de voladura. 5nfluyen: el nKmero, diámetro y profundidad de los taladros y el tipo de explosivo e iniciadores a emplear. $e de"e tener en cuenta que la cantidad de explosivo por m8 a volar disminuye cuanto más grande sea la sección del tKnel, y tam"i0n que aumenta cuanto más dura sea la roca. n t0rminos generales puede considerarse los siguientes factores en Bg de explosivos -m de roca. n minería los consumos de dinamita varían
generalmente entre ** a A**
g-m . 7omo generalidad, pueden considerar los siguientes factores para: n donde podemos considerar : /ocas muy d ifícil es : granit o, congl omerado, arenisca. /ocas difíciles : arenisca sacaroide , arena esquistosa. /ocas fáciles: esquisto, arcilla, esquistos arcillosos, lutita. /ocas muy fáciles: arcilla esquistosa o rocas muy suaves.
Valores estimados para galería con una sola cara li"re, para disparos con 8 caras li"res se pueden considerar valores de *,+ a *,; Bg-m. Distri"ución de la carga 3ovimiento de roca
Volumen 'V( I $ x Hdonde:
V
:
$
volumen de roca. : dimensión de la sección, en m 8. H
:
longitud de taladros, en m.
)onela#e 't( I 'V( x donde:
:
densidad de roca, usualmente de 1, a 8, 'ver ta"las(.
7antidad de carga
'Yt( I V x Bg-m donde: V
volumen estimado, en m .
:
Bg -m
:
carga por m 'cuadro posterior(
7arga promedio por taladro
Yt- ?@t de 1, a 1,; veces la Ccarga promedio en los taladros del arranque, disminuyendo en proporción las cargas en los cuadradores y alzas 'que son los que menos tra"a#an, ya que actKan por desplome(. 7aracterísticas de los taladros dedestroce
/esumen 7arga de fondo I H-, donde H I longitud del taladro 'para las alzas: H-;(.
Murden 'M( no mayor de 'H Q *,+*(-8. spaciamiento '( I 1,1 x M &asta 1,8 x M 'en los cuadradores(.
donde:
Yt
:
carga total de explosivo, en Bg.
?@tal.
: nKmero de taladros.
n la práctica, para distri"uir la carga explosiva, de modo que el corte o cual sea reforzado, se incrementa 7oncentración de carga de columna '77( I *, x 72, en Bg-m . Hongitud del taco ')( I *, x M, 'en arrastres *,8 x M(.
l esquema geom0trico general de un corte de cuatro secciones con taladros paralelos se indica en la siguiente figura. Ha distancia entre el taladro central de alivio y los taladros de la primera sección no de"ería exceder de 1, x D 8 para o"tener una fragmentación y salida satisfactoria de la roca. Has condiciones de
fragmentación varían muc&o,
dependiendo del tipo de explosivo, características de la roca y distancia entre los taladros cargados y vacíos. %ara un cálculo más rápido de las voladuras de tKnel con cortes de taladros paralelos de cuatro secciones se puede aplicar la siguiente regla práctica: 6na regla práctica para determinar el nKmero de secciones es que la longitud del lado de la Kltima sección M sea igual o mayor que la raíz cuadrada del avance.
%rofundidad de los taladros
n el corte de cuatro secciones, la profundidad de los taladros puede estimarse con la siguiente expresión : H I *,1 X +,1 x O 9 G,+ x 'O ( 8 8
donde: H
: longitud de taladro, en m.
O8
:
diámetro del taladro de alivio, en mm. 7uando se utilizan varios
taladros vacíos, la ecuación sigue válida &aciendo O8 I O1
O8
:
O1
:
?@ tal. donde:
diámetro de los taladros vacíos, en m. ?@ tal. : nKmero de taladros. diámetro de taladros de producción, en m. Ha concentración lineal de
carga para los taladros del arranque se calcula a partir de la siguiente expresión : 1,
V
I
1*,++x8,+*m I8m
de roca por disparo.
?Kmero de taladros por sección ?Z I /-7 X N.$ donde: /
I
circunferencia de la sección en metros $ x + I 1*,++ x + I 1 8,G
7
I
distancia entre los taladros de circunfe 9
rencia en metros
*, para roca dura *,; para roca intermedia 'andesita por e#emplo( *, para roca "landa
dimensión de la sección en m 8 ' I 1*,++ m8( N
$
I
8
para roca dura
1, para roca intermedia 1
para roca "landa
Huego ?Z I 18,G -*,; X 1, x 1*,++ I ,8 I
I
coeficiente:
taladros máximo 'cantidad que podrá ser disminuida si las condiciones del terreno lo permiten( 7antidad de carga 'factor( q1 I x O1 'M- O8(donde: x 'M Q O8 -8('c-*,+('1-%/%E?2<(
De acuerdo a las secciones del tKnel y dureza de la roca, se o"tiene el promedio en Bg de explosivo utilizado por m de roca movida para cada metro q1
:
O1
O8
:
:
concentración lineal de carga, en Bg-m. diámetro de producción, en m.
diámetro del taladro de alivio, en m. M
:
dimensión del "urden,
en m. 7
:
constante de la roca.
%/%E?2< : potencia relativa en peso del explosivo referido al E?2<. Ha potencia es, desde el punto de vista de aplicación industrial, una de las propiedades más importantes, ya que define la energía disponi"le para producir efectos mecánicos, entre otros y la podríamos o"tener de la siguiente fórmula: de avance, teni0ndose los siguientes casos para roca intermedia: 'a( 1 a m8 8,8 a 1,A Bg-m '"( a 1* m8 1,A a 1,+ Bg-m 'c(1* a 8* m8 1,+a 1,*Bg-m 'd( 8* a +*m8 1,* a *,ABg-m
De acuerdo a los valores en '"( podemos considerar un promedio de 1,; Bg-m para la sección prevista, lo que da un consumo estimado por disparo de: 1,; Bg-m x 8 m I +* Bg-m
$iendo el factor de carga por taladro de: +* - I 1,*A Bg-m por taladro.
%/% E?2< I ''d 9Vd ( - 'd ?2<. VE?2<(($egKn este factor el nKmero promedio
de cartuc&os donde: 8
8
1-
E por taladros con $3J$E ; en 1 1-A x [ y con I densidad de explosivo 'g-cm (
d Vd
I velocidad de detonación del explosivo 'm-s( dE?2< I
densidad del
E?2< 'g-cm ( I velocidad de detonación del E?2< 'm-s( #emplo de cálculo para voladura de tunel
7álculo para excavación de un tunel de 1.+** m con 1*,++ m 8 de sección, recta con perfil convencional sin recorte perif0rico, en roca andesítica, a perforar con taladros de 1 1-+[ '8 mm( y 8,+* m de longitud, corte
cilíndrico con taladros
paralelos. xplosivo, $3J$E ; de 1 1 - A[ x [, encendido con detonadores no el0ctricos de retardo corto para el arranque y de medio segundo para el nKcleo. 7álculo de carga: 7antidad de explosivo
Volumen de material a mover por disparo V I $ x p 'área de la sección por profundidad 11; gramos de peso, será de : 1 *A* - 11; I G,
de taladro(
cartuc&o por taladro y: G, x taladros I ++ cartuc&os por disparo teniendo la ca#a de $3J$E 8 Bg-m , 81 cartuc&os en promedio, el consumo de ca#as por disparo será de: ++ -81 I 1,; ca#as. %or tanto , el consumo total para el tKnel de 1 +** m solamente con $3J$E será de: Hongitud de taladro I 8,+* m
Evance por disparo, considerando una eficiencia de G*F I 8,1*m ?Kmero total de disparos: 1.+** - +8,1* m I ;;;
)otal de ca#as a emplear : 1,;* x ;;; I 1 *;, I 1 *;; ca#as Distri"ución de la carga por taladros 9 ?ormalmente la longitud de la columna explosivavaría de 1-8 a 8- de la longitud total del taladro '1,8* a 1,;* m en este caso(, con la carga concentrada al fondo.
%ara asegurar el corte de arranque es recomenda"le cargar los taladros de arranque 1, a 1,; veces el promedio calculado, las ayudas 1,1 vez y disminuir proporcionalmente la carga en el resto de taladros. #emplo : $i el trazo de arranque lleva cuatro taladros cargados y oc&o ayudas, la distri"ución será: 7arga promedio por taladro 1,*A 'anterior(
Erranques I 1,*A x 1, I 1,+* Bg x + taladros I ,; Bg
Eyudas I 1,*A x 1,1 I 1,1A Bg x A taladros I G,++ Bg 9 7uadradores I 1,+* 9 1,*A I *,8 1,*A 9 *,8 I *,; Bg por taladro
$uponiendo sean oc&o taladros I *,; x A I ;,*A Bg y así sucesivamente &asta completar la carga total estimada anteriormente por disparo '+* Bg(. s conveniente sellar los taladros con taco de
arcilla de unos 8* a * cm
compactados, lo que incrementará la eficiencia en un 1*F. Distri"ución de los taladros l corte de arranque de preferencia se u"icará al centro de la sección. %ara me#or distri"ución de los taladros de destroce, de"e formar una cavidad inicial de 1 a 8m de diámetro, ideal para dar cara li"re lateral a lostaladros de ayuda y destroce &acia dic&a cavidad. ?ormalmente al inicio se experimenta con varios trazos de arranque, pero el usual es el corte cilíndro con un taladro central de alivio, de mayor diámetro que los demás, pero sin carga explosiva 'que será la cara li"re inicial(, rodeado por cuatro o más taladros de menor diámetro con carga explosiva reforzada 'arranque(. Ha distancia del taladro de alivio al de arranque más cercano secalcula aproximadamente con la sgte fórmula: V I *, diámetro del taladro central #emplo mm I *, x I 8 mm $i solamente se perforan taladros de menor
diámetro en rom"o o paralelos,
unos con carga y otros vacíos, la distancia usual entre ellos será de 1 a 8 cm. Ha distancia entre los demás taladros de destroce se determina por su nKmero y el área disponi"le para su distri"ución, pero generalmente es de *, a *, m para los cuadradores y de *,; a *,G m para los de ayuda. Disparo 9 tiempos de retardo
n tKneles se puede iniciar mediante fulminante9 media, detonadores no el0ctricos de s&ocB o eventualmente detonadores el0ctricos, pero nor9 malmente para secciones con corte cilindro se prefieren los no el0ctricos de miliretardo. n trazos con uno o dos taladros vacíos al centro, de mayor o igual diámetro que los de producción, se suele rodearlos con cuatro, seis o más taladros de arranque que se inician con detonadores de milisegundos, de dos formas: taladros opuestos cruzados con el mismo nKmero de retardo e#e 8 9 8, 9 , + 9 +, o con series escalonadas intercaladas 'e#emplo : 1 9 9 9 9 G 9 11 9 1(, para limitar vi"raciones y proporcionar mayor empu#e a losdetritos del arranque. sta serie cu"rirá tam"i0n a las primeras ayudas.
l resto de taladros: segundas ayudas, cuadradores,alzas y arrastres se dispararán con detonadores de medio segundo en series escalonadas para permitirlas salidas del centro &acia fuera de"e tenerse en cuenta la recomendación de no emplear tiempos mayores de 1** ms entre los tiros, para evitar interferencias. /<)6/E $76?DE/5E $e entiende como tal a la t0cnica que tiene como finalidad principal la reducción
de pedrones grandes, sean 0stos naturales o procedentes de una voladura primaria, a fragmentos de menor tama!o muc&o más convenientes y mane#a"les. )am"i0n para la demolición de estructuras menores de concreto. %ara ello se pueden aplicar dos medios, segKn las condiciones y el lugar en que se encuentre el pedrón o la estructura a romper: 3edios mecánicos: entre los que tenem os: 7u!as mecánicas, martillos &idráulicos, sistema cardox y otros. 7&orro de agua a alta presión.
7ementos expansivos. Mola dinámica. Voladura secund aria con explosivos: 7on perforación de taladros 'cac&orros(. 7on cargas superficiales 'plastas, torpedos(. 7on carg as conform adas dire ccionales: Hos medios mecánicos son limitados en cuanto a su rendimiento, pero no presentan explosión ni riesgo de proyecciones, por lo que son una alternativa a la voladura en casos particulares, como la rotura de rocas en áreas de po"lación, cerca a instalaciones delicadas como líneas de transmisión, transformadores, puentes, líneas f0rreas y otras. 7on este propósito se descri"en someramente. Has cu!as metálicas tradicionales introducidas en grietas y fisuras de la roca, y golpeadas con un martillo, producen partición por cizallamiento y desplazamiento. 7omo es un m0todo lento, se le &a me#orado mediante las cu!as &idráulicas como las del sistema Darda. ste equipo permite, tras perforar primero un taladro, introducir repetidamente una cu!a mediante el golpeo de un pistón accionado &idráulicamente, &asta fragmentar la roca en forma progresiva. Hos martillos de percusión
)am"i0n llamados de accionamiento neumático o cincel que golpea
&idráulico. Disponen de un
repetidamente a la roca &asta conseguir su rotura por
astillamiento. l nKmero de golpes necesarios para
romper una piedra depende
tanto de la fuerza del golpe como de la resistencia de la roca. ?ormalmente se aplican para desatorar parrillas de mineral, montados en un "razo articulado fi#o o móvil. $e les conoce tam"i0n como Pikhammers.
l sistema cardox consiste en introducir en el taladro un tu"o metálico expandi"le, que contiene una cápsula de un producto químico y 7<8 'dióxido de car"ono( depositado en una cámara adyacente a la cápsula. El ser iniciado el producto químico, 0ste proyecta al 7<8 a gran presión y velocidad &aci0ndole actuar contra las paredes del taladro, agrietando la roca.
ste m0todo consiste en perforar un taladro y proyectar luego dentro de 0l un volumen de unos dos litros de agua a muy alta presión '+* 3%a( mediante un ca!ón de agua 'como el 7rac 8** de Etlas 7opco(. l golpe del agua al fondo del taladro a alta velocidad crea una onda de c&oque, la que al desplazarse &acia atrás produce una alta presión radial a lo largo del taladro durante unos pocos segundos, suficientemente capaz de agrietar y fracturar al pedrón. )am"i0n de uso muy eventual. 7emento expansivo
7onsiste en llenar el taladro con un cemento &idrófilo, mezcla de cal y silicatos 'e#emplo : calmite( que al &idratarse aumenta de volumen generando presiones expansivas de un orden de unos * 3%a, capaces de romper la roca. ?ormalmente se a!ade un 8F de agua al cemento al introducirlo al taladro 'o a una grieta( para &acerlo reaccionar. $egKn su tipo demora en actuar entre * minutos y 1 &oras, requiri0ndose como e#emplo unos Bg-m para rocas tenaces.
$on sustancias alcalinas con un pW muy alto, por lo que de"en manipularse con precaución. $on muy prácticos y no generan proyecciones, pero son costosos y de acción muy lenta. Mola dinámica
30todo clásico que se "asa en fragmentar la piedra porimpacto, al soltarle una "ola o "loque de acero de unas 8 a ; toneladas de peso, suspendi0ndola so"re la piedra mediante una grKa. ste sistema se aplica especialmenteen demolición y en algunos ta#os a"iertos.
V
boulders(,
y
a
irregularidades en el nuevo frente que de"en ser corregidas o reducidas, lo que normalmente se &ace mediante otra voladura limitada, denominada Csecundaria . )am"i0n se aplica a la redu cción de pedrones naturales producidos por la erosión, sueltos o enterrados. Ha voladura secundaria normalmente es peligrosa y aumenta los costos generales de producción, por lo que para prevenirla o limitarla se de"e planificar cuidadosamente la voladura primaria, o"servando en detalle el grado de fisuramiento de la roca, la orientación de los sistemas de diaclasas y otros aspectos geológico9 estructurales que influyen en la rotura, además de supervisar acuciosamente la perforación, distri"ución de la carga explosiva y secuencia de encendidos.
ntre sus inconvenientes podemos considerar al retraso en el tra"a#o de producción, el consumo adicional de explosivo proporcionalmente con mayor factor de carga que en la voladura primaria, la proyección de fragmentos o esquirlas a gran distancia y con rum"os impredeci"les, vi"ración del terreno, fuerte concusión y ruido producidos por la acción de la onda de presión en el aire. Voladura secund aria con per foración (Block Holing) a. 7ac&orros
)am"i0n denominados taqueos o !o! shots# $on taladros cortos de peque!o diámetro, usualmente de 88 mm a 1 mm '-A a 8 de diámetro( que se perforan &acia el centro de gravedad de los pedrones a romper &asta una profundidad entre 1-8 a 8- de su espesor, que se disparan con cargas peque!as de explosivo. sta carga dependerá del tama!o y dureza del pedrón, de su tenacidad, o de si tiene planos de partición definidos, siendo importante la experiencia previa para determinarla cuando no se conoce "ien su
comportamiento
mecánico, o
cuando la operación va a ser rutinaria. n ?orteam0rica suele estimarse una carga inicial de 8 oz-yd '; g por *,; m( para los disparos de prue"a ' test shots ( la que se va a#ustando posteriormente. 6na regla práctica es la de considerar factores entre *,*; a *,18 Bg-m . Esí por e#emplo, un pedrón de 1 m podrá ser roto con un taladro de * cm '1\( cargado con ;* ó A* g de dinamita. Ha profundidad de los taladros se determina con la relación 1,1 por la mitad de espesor del pedrón '1,1 x *, e(. n el caso de pedrones enterrados donde no se puede estimar el espesor, se recomienda perforar &asta traspasarlos, medir la
longitud del taladro y luego rellenarlo &asta la mitad con detritos para centrar la carga explosiva reforzada= de otro modo será difícil romperlosadecuadamente por estar confinados en el suelo. Hos pedrones de &asta 1 m por lo general requieren un solo taladro al centro = si son má s grande s e irregulares necesitarán más taladros, considerándose usualmente uno por cada *, a 1,1 m 8 'A pie8 a 18 pie8( de área &orizontal, estimada en su parte de mayor diámetro. stos cac&orros se u"icarán de modo tal que puedan reforzar al taladro central. Despu0s de
cargados y ce"ados se les
de"e sellar con un taco de arcilla o detritus y dispararlos simultáneamente. Way cierta diferencia entre los pedrones procedentes de una voladura y otros naturales, puesto que los primeros &an sufrido un cierto de"ilitamiento 'en razón de las muy elevadas tensiones sufridas(, que en cierta forma facilita su posterior destrozo= esto podemos deducirlo del siguiente cuadro, que puede tomarse como guía. 7ac&orros amortiguados 'air ushion !o! blasting (
)0cnica de cac&orreo que puede proporcionar algKn control so"re el nKmero de fragmentos y la dirección en que se puedan proyectar. $e perfora un taladro &asta 8- o -+ del espesor del pedrón, se le introduce una carga explosiva de * a ;* g-m y se taponea con arcilla. De"erá centrarse la carga de modo tal que quede amortiguada por aire. 7omo taco se emplea arcillas en lugar de arena o detritos por dos razones:
Ha arcilla por ser ad&esiva se fi#a en la "oca del taladro asegurando la permanencia del colc&ón de aire, mientras que los detritos se deslizarían so"re la carga, y
%orque la arcilla proporcionará un ligero retraso entre el tiempo en que el taladro es presurizado
por la explosión y el instante en que la arcilla es eyectada, regulando así en algo el efecto fragmentador, mientras que los detritos serían
soplados al
primer instante. %ara un pedrón de alrededor de 1 m el mínimo taco de"ería ser de aproximadamente * cm '18(, ya que si es menor la carga podrá soplarse limitando su efecto rompedor. $egKn la experiencia que se logre o"tener con diferentes materiales, se podrá regular el grado de fragmentación, teniendo en cuenta que: a menor longitud de taco aumenta el colc&ón de aire en el taladro, rompi0ndose la piedra en pocas piezas grandes, y por lo contrario si se incrementa su longitud, crece el confinamiento de la carga explosiva, rompi0ndose en muc&os fragmentos peque!os. %ara disparos en lugares de alto riesgo de accidente y deterioro como en calles de una po"lación, se les de"e cu"rir con una gruesa y pesada malla de voladura (blasting mat) que puede ser &ec&a con llantas usadas.
?ota de seguridad
%ara volver a disparar un cac&orro fallado se de"e quitar el taco inerte con cuidado y volver a ce"ar la carga= si no es seguro y fácil quitar el taco, se le coloca encima una plasta y se dispara, despu0s de un tiempo prudencial se volverá para "uscar restos de explosivo que puedan &a"er quedado. )anto en cac&orros como plastas se de"e tener extremo cuidado con la proyección de fragmentos 'fly roks(, ya que su tama!o, velocidad, dirección de vuelo y distancia a recorrer son imprevisi"les.
%ara estimar aproximadamente una distancia de
proyección que permita en
forma tentativa despe#ar el área de riesgo alrededor del punto de disparo, se puede aplicar la siguiente relación presentada como una guía práctica por el 6$3)3, del Muró de 3inas
norteamericano.
Distancia mínima de vuelo: 18* x ]Y
4 para cantidades mayores a ** l" '88* Bg( será: Distancia mínima de vuelo: ** x ]Y
Donde Y es la cantidad de explosivo a utilizar. E continuación se muestra una ta"la resultante simplificada, en pie -l" de explosivo o equivalentes en m-Bg 'valores intermedios a interpolar(: xplosivoDistancia
Voladura secund aria sin per foración
sta voladura comprende a las plastas, cargas de
concusión o taqueos (mud
a!!ing, onussion harges, !laster blasting)
$on un medio fácil para romper grandes piedras donde la perforación no es facti"le o es costosa. 7onsisten en cargas explosivas ce"adas que se colocan directamente en contacto con la superficie de la piedra, cu"iertas con una gruesa capa de arcilla o "arro presionada a mano, para confinarlas, que se disparan con cualquiera de los sistemas de iniciación conocidos. $egKn sea necesario pueden comprender a uno o más cartuc&os completos, o preferentementea su masa pelada y moldeada a mano para adaptarla a una mayor superficie de la piedra. 7on los cartuc&os el efecto de impacto so"re la piedra es
lineal, reducido, mientras que el de la mismacarga moldeada es real, muc&o mayor y efectivo. Ha capa de arcilla de"e ser "astante gruesa para
procurar
el
me#or
confinamiento, ya que sólo se aprovec&a una mínima proporción de la energía de la explosión, 1* a 8*F, el resto se disipa en el aire causando una gran concusión 'golpe de presión en el aire( traducida en fuerte ruido. E falta de arcilla puede utilizarse relave, tierra o arena &Kmeda, pero no gravilla o pedruscos ya que serán proyectados como esquirlas. 6n espesor promedio adecuado es de 1* cm '+(, pero de"e ser mayor si el disparo se efectKa cerca a instalaciones o equipos. l me#or resultado se o"tiene con arcilla plástica ligosa, y el peor sin co"ertura ya que en este caso el pedrón sólo se descascará superficialmente. Has cargas explosivas empleadas en plastas son
aproximadamente cuatro
veces mayores que las necesarias para el disparo de cac&orros, con factores entre 1, a 8,* Bg-m . 7omo la energía Ktil que se puede aplicar a la acción de rompimiento es mínima se de"e compensar este inconveniente empleando explosiv os rápidos y de alto "ris ance, como las gelatinas, y preferentemente Plastex$E#
n la práctica se emplea &asta E?2<, naturalmente con muy "a#o rendimiento y alto consumo del mismo por su "a#a velocidad y mínimo "risance= de"ilitado aKn más, por falta de conocimiento de la mecánica de tra"a#o de estas cargas adosadas, 'se practican plastas con o sin mínima co"ertura, e#emplo de tierra suelta o arena seca, lo que es un verdadero desperdicio(. Has plastas y cac&orros individuales, o de poco nKmero de unidades se pueden disparar con mec&a y fulminante, pero cuando se trata de un nKmero considera"le.
ste m0todo simple puede resultar riesgoso, además de lento, con la posi"ilidad de que pueda ocurrir una salida prematura mientras aKn 0stas se est0n encendiendo. Ha solución puede darse por tres alternativas: ncendido de las mec&as en con#unto mediante mec&a rápida y conectores, lo que permite salida rotacional y simultánea de las cargas con un solo punto de inicio. ncendido con detonadores el0ctricos o de shok, pudiendo ser instantáneo con las cargas, o secuencial si se emplea detonadores con retardo. n este caso se de"e considerar el riesgo de la electricidad estática am"iental. %ara el disparo de plastas con cordón detonante se recomienda: 7olocar el cordón por encima de la carga explosiva en contacto con ella, o pasarlo por su interior. ?o colocarlo por de"a#o de la plasta como es comKn &acerlo ya que al detonar directamente so"re la superficie de la roca, en lugar de iniciarla la arro#ará fuera, o la iniciará con energía muy disminuida. 7uando &ay varias líneas derivadas para plastas dispersas es recomenda"le unirlas con algunos Cpuentes entre ellas, para evitar cortes de la transmisión. n todo proceso de detonación sólo un ce"ado
adecuado y potente puede
asegurar un alto r0gimen de detonación y máximo rendimiento del explosivo, esto es importante para el caso del plasteo ya que la masa de explosivo involucrada es relativamente peque!a, y en ella la distancia recorrida por la onda de c&oque desde su punto de srcen &asta que logra su máxima amplitud es muy cort a, lo que &ace imprescindi"le lograr un r0gimen máximo desde su punto de inicio.
6na plasta de por si sola transfiere a la roca entre 1* y *F de su energía nominal, si tenemos en cuenta a la merma por el factor de Ctiempo 9distancia que requiere recorrer la onda de c&oque a "a#o r0gimen antes de llegar a su nivel de equili"rio a alto r0gimen, e iniciarla, esta cifra de"e ser aKn menor. $egKn esto, un iniciador de "a#o poder podría &acer perder a la plasta quizá &asta un *F de su 1*F de energía Ktil de tra"a#o. %or esta razón se recomienda utilizar iniciadores
suficientemente potentes para
compensar esta deficiencia inicial, que si "ien en un taladro confinado es insignificante, en una plasta sí es significativo, como se quiere mostrar enel gráfico de fases progresivas de detonación. Ha me#or iniciación la proporciona directamente un su carga puntual y
detonador o fulminante por
concentrada, seguida por la que proporciona un cordón
detonante que tiene carga linear axialmente dispersa. n su nivel son más eficientes los de alto grama#e ' y 1*%( en nudos gogo, y más po"res los de "a#o grama#e '%( simplemente tendidos so"re la plasta, dependiendo esto naturalmente del tipo de explosivo rompedor a usar. l Plastex$E es recomenda"le iniciarlo con un nudo, cuyo tama!o dependerá del propio tama!o de la plasta. %or esta razón en los disparos de varias plastas con cordón se preferirá emplear tramos de alto grama#e iniciadores, empatados con el de "a#o grama#e como líneas troncales. l cordón iniciador no de"e colocarse directamente so"re la roca, sino en la masa de la plasta para no perder energía. 3ecánica de tra"a#o
6n cac&orro tra"a#a por efecto expansivo radial, con ruptura por tensión sK"ita interna de la roca que presenta cara li"re integral, la p0rdida de energía en el aire es de aproximadamente 1*F y el G*F restante tra"a#a efectivamente. Ha plasta por su parte tra"a#a por efecto compresivo puntual, con deformación plástica inicial &asta que las tensiones internas producen la ruptura por comprensión 9 tensión. Ha p0rdida de energía en el aire es de un A*F mientras que sólo un 8*F tra"a#a efectivamente. 7uando una plasta es disparada, la onda de c&oque via#a a trav0s del pedrón y es refle#ada al c&ocar contra las caras li"res del mismo. Has ondas de colisión reflectadas en el interior del pedrón incrementan las fuerzas internas de tensión &asta el punto de romperlo, si la carga explosiva &a sido adecuada. Hos cac&orros se aplican por lo general a los
pedrones de gran tama!o o de
material muy tenaz, donde las plastas no &arían gran efecto, y las plastas
a los
pedrones más peque!os en los que resulta más costoso y lento el cac&orreo. )oda mina tendría así un determinado porcenta#e de voladura secundaria por cac&orreo, quedando el resto para plasteo. sta"leci0ndose los límites dimensionales por experiencia. am"os m0todos presentan venta#as desventa#as para cuando se trata de aplicarlos
como mecánica de rutina,
entre las que mencionamos: Venta#as de los cac&orros
3enor consumo específico de explosivo. 2ragmentación menuda por el efecto rompedor radial. 3enor ruido. Venta#as de las plastas
3enor tiempo de preparación, m0todo rápido.
y
3enor costo operativo por no requerir
perforación.
3enor dispersión de fragmentos. Desventa#as de los cac&orros
3ayor tiempo de preparación, m0todo lento. 3ayor costo de perforación, consumo de "arrenos, aire comprimido, "rocas, aceite, tareas y desgaste de máquinas. 3ayor proyección de fragmentos a distancia. Desventa#as de las plastas
3ayor consumo específico de explosivo. 2ragmentación relativamente más gruesa. 3ayor ruido.
Has plastas requieren de explosivo denso y de alto
"risance para su efecto de
impacto y para compensar la p0rdida de ene rgía al aire. $e recomienda las gelatinas en general y semigelatinas, '0sta en roca dócil(, los cac&orros por el natural confinamiento son menos exigentes. 'snake holes ( 7one#eras, madrigueras o &uecos de cule"ra
6n pedrón enterrado es muy difícil de romper por encima con una plasta o aKn con un cac&orro, de"ido a que las ondas de colisión resultantes no pueden refle#arse contra las caras li"res y se disipan en la tierra. n este caso es más conveniente colocar la carga por de"a#o y en contacto con la piedra mediante un &ueco excavado en el terreno circundante, que se denomina &ueco de cule"ra, cone#era, etc. la carga explosiva romperá el pedrón, o en el peor de los casos lo levantará. l factor de carga por el natural confinamiento varía usualmente entre *,A a 1, Bg-m.
%ara
romper
pedrones
grandes
semienterrados
se
puede
aplicar
simultáneamente una carga en &ueco de cule"ra, por de"a#o, y una plasta o cac&orro por encima. ste m0todo tam"i0n se aplica para desenterrar tocones de ár"oles.
Desatoros El acumularse piedras o "loques de mineral en las compuertas o ductos de los ec&aderos, tolvas o shirinkages de las minas, suelen produci rse atoros que interrumpen el flu#o de descarga y pueden paralizar el tra"a#o de producción, por lo que de"en desatorarse con rapidez. ste tra"a#o presenta alto riesgo para el personal que de"e &acerlo, por lo que se &a
desarrollado la t0cnica de los
torpedos o lanzas, 'bomb shots ( que consisten en uno o más cartuc&os de dinamita convencional, ce"ados y amarrados al
extremo de una ca!a o vara
larga de madera, con la cual se introducen entre las piedras atoradas y se disparan, para aflo#arlas y reanudar el flu#o de
descarga.
stas plastas de contacto no tienen co"ertura de arcilla, tanto por el riesgo de exponer al personal a un eventual deslizamiento del material atacado, como porque el confinamiento con "arro incrementa la violencia de la explosión, lo que por concusión afectará en mayor grado a las instalacionesdel c&ute. $e pueden disparar con fulminante y mec&a o con cordón detonante. 7uando existe posi"ilidad de que por fricción o golpe por las piedras atrapadas pueda ocurrir una explosión prematura, se preferirá el empleo del cordón teniendo en consideración que el tramo a utilizar est0 cortado y separado del tam"or, ya que si la plasta estallase estando aKn el cordón "o"inado volará con el tam"or y todo.
)anto si se utiliza el cordón o mec&a, el tramo a emplear de"e ser lo "astante largo para proteger al personal. n am"os casos la plasta de"e ce"arse antes de colocarla en su lugar. /ecientemente se están desarrollando cargas conformadas orienta"les que al explosionar lanzan un dardo metálico o disco "alístico contra las piedras atoradas, desde un punto le#ano, con suficiente energía para fragmentarlas y lograr el desatoro, estas aKn son de alto costo, tanto por el molde como por su carga de alto explosivo ')?)(. stas cargas no deterioran las instalaciones,pues los discos no explosionan ni causan vi"ración, pero son aKn muc&o más costosas que las plastas convencionales. )ra"a#an "a#o el principio de: distancia x peso x velocidad I fuerza de impacto
#emplos comerciales
$ica %oLer 7one '2inlandia(: disco de impacto de metal de ,8 Bg &asta 8, Bg de peso, con alcance de 8** m. $lug $&ot '$udáfrica( : disco "alístico de co"re de 8 Bg de peso, impulsado por una carga cónica de pentolita de Bg, alcanza una velocidad de impacto de 8 *** m-s que puede astillar y que"rar la roca de &asta 1 m de espesor. s difícil generalizar factores de carga para los torpedos por tener que aplicarse en diversas condiciones, pero como usualmente se aplican en instalacionesdelicadas es recomenda"le comenzar con cargas muy peque!as &asta encontrar por tanteo un factor patrón para posteriores desatoros. 7argas conformadas o dirigidas sha!ed ' harg es (
$on cargas explosivas moldeadas que a seme#anza de las plastas se colocan so"re la superficie a romper, normalmente sin co"ertura de arcilla. $u aplicación
es sencilla pues "asta colocarlas so"re el pedrón, a romper o so"re un "loque de concreto y dispararlas con un detonador comKn el0ctrico, o tam"i0n con cordón detonante. ?o requieren perforación y casi no producen proyecciones por lo que constituyen un interesante medio de fragmentación secundaria, pero que sin em"argo por diferentes razones, principalmente su encontrado aplicación
elevado costo no &a
generalizada en minería. 6na co"ertura de arcilla
incrementa su rendimiento pero pierde practicidad. 7onsisten en moldes cilíndricos o troncocónicos de explosivo de alta densidad y velocidad ')?) o similares(, a&uecados en su "ase con una cavidad acumuladora, que puede ser de forma cónica, "icónica, o
semiesf0rica, simple o do"le. $u
masa varía entre 8** g y 8 Bg segKn las características del pedrón a romper, teniendo las más comunes entre * y ** g. Ha configuración geom0trica de la cavidad permite la formación de un cac&orro de energía dirigido &acia un punto de concentración por de"a#o de la "ase del molde, donde su efecto acumulado producirá rotura de la piedra, cuando la masa del explosivo es detonada por un iniciador u"icado so"re el ápice del &ueco cónico. sta acción de c&orro perforante o de cargas explosivas acumuladas se denomina efecto 3onroe, en el que se "asan tam"i0n las cargas de corte y demolición militares, los ba%ooas antiataque, las lanzas perforantes para el sangrado de &ornos de fundición y otros artificios. Ha geometría de la cavidad es fundamental para la formación y orientación del c&orro, de modo que este pueda ser puntual para efecto de penetración o de impacto para plasteo, y linear para efecto de corte. l ángulo de cono varía segKn las características de la carga, el tra"a#o que de"erá efectuar, la altura de
incidencia so"re la superficie a romper y otros aspectos que de"en considerarse en su dise!o, pero por lo general está entre * y +@. l factor de carga para plasteo varía entre *,8 y *,+ Bg-m . 7omo regla usual se tiene: peso de la carga explosiva I 'peso de roca(-8 donde: l peso de la carga explosiva en gramos y el peso de la roca a romper en Bilogramos.
D3
Demolición de "ases y apoyos para puentes. /emoción parcial de varios tipos de estructuras de concreto. Demolición de "ases de maquinarias y cimientos de edificios. Demolición de represas. Demolición de rompeolas, muelles, pilones u otros.
#emplos
%ilares, "ases de puentes, "ases de maquinaria, de molinos, etc. )aladros verticales dispersos '1( o
concentrados '8( dependiendo de los
propósitos de la demolición: fragmentación menudao en la#as gruesas. 3uros de concreto en edificios de todo tipo. Hos taladros en lo posi"le de"erán ser verticales '( o con un ángulo de ;*@ en los lugares donde la perforación vertical no es posi"le '+(. Has carga s explo siv as de" en ser amortiguar la onda y limitar la
preferentemente reducidas para
proyección de esquirlas.
3uros de contención diversos, presas, etc. '(
Ha adopción de perforación
&orizontal com"inada con
preferi"le para demoler estructuras cuya parte
perforación vertical es
inferior es gruesa. Hos
taladros &orizontales pueden tener un ángulo de + a ;*@ respecto a la posición &orizontal, en caso necesario. ';( n todos los casos las cargas explosivas serán calculadas de acuerdo a la tenacidad del concreto, estructura interior con fierros y otras condiciones del "loque. $egKn la finalidad del tra"a#o, limitaciones en cuanto al nivel de vi"raciones y proyección de fragmentos por proximidad a viviendas o instalaciones delicadas y por las facilidades para limpieza y retiro de los escom"ros, el disparo de los taladros será instantáneo o secuencial.
V
l o"#etivo de la voladura controlada es evitar el rompimiento de la roca fuera de límites previamente esta"lecidos, es decir evitar la so"rerotura 'o&erbreak(. s un m0todo especial que permite o"tener superficies de corte lisas y "ien definidas, al mismo tiempo que evita el agrietamiento excesivo de la roca remanente, con lo que contri"uye a me#orar su esta"ilidad, aspecto muy importante en tra"a#os su"terráneos de orden permanente, para prevención de desplome de tec&os y otros riesgos, y en superficie para la esta"ilidad de taludes en cortes de laderas. 7onsiste en el empleo de cargas explosivas lineares de "a#a energía colocadas en taladros muy cercanos entre sí, que se disparan en forma simultánea para crear y controlar la formación de una grieta o plano de rotura continuo, que límite la superficie final de un corte o excavación.
n t0rminos generales, si el disparo para este corte es anterior a la voladura principal, se le denomina Cprecorte o !res!litting , y si es posterior se le conoce como /ecorte, voladura de contorno o voladura suave 'smooth blasting(= en el caso de tKneles tam"i0n suele denominarse voladura perif0rica. $e emplea a menudo para el aca"ado superficial de tKneles de o"ras &idráulicas o viales, para reducir el consumo de concreto cuando 0stos tienen que ser cementados, y en cámaras su"terráneas para me#orar el autosostenimiento de tec&os y paredes. )am"i0n se aplica para excavaciones precisas para cimentación de maquinaria, para piques y c&imeneas, para límite final de "ancos en minería a ta#o a"ierto y para extraer grandes y "ien formados "loques de piedra ornamental en canteras de mármol, caliza marmórea y granito, entre otros. )
triturándola y pulverizándola.
2uera de esa zona de transición, los esfuerzos de tracción asociados a la onda de compresión generan grietas radiales alrededor de todo el taladro, lo que se denomina fisuramiento radial. 7uando son dos las cargas que se disparan
simultáneamente, esas grietas
radiales tienden a propagarse por igual en todas direcciones, &asta que por colisión de las dos ondas de c&oque en el punto medio entre taladros, se producen esfuerzos de tracción complementarios perpendiculares al plano axial. Has tracciones generadas en ese plano superan la
resistencia dinámica a
tracción de la roca, creando un nuevo agrietamiento y
favoreciendo
propagación de las grietas radiales en la dirección de corte proyectado,
la
lográndose esto en especial cuando dos taladros son cercanos. %osteriormente estas grietas se amplían y extienden "a#o la acción de cu!a de los gases de explosión que se infiltran en ellas. Ha
propagación preferencial en el plano axial
#unto con el efecto de apertura por la presión de gases permiten o"tener un plano de fractura definido. $egKn esto, el mecanismo de tra"a#o de una voladura de contorno comprende a dos efectos diferentes: uno derivado de la acción de la onda de c&oque y otro derivado de la acción de los gases en expansión. Ha presión de gases es clave en la voladura controlada, por lo que se de"e tratar de mantenerla &asta que complete la unión de las grietas que parten de los taladros adyacentes. sto se conseguirá adecuando la longitud de retacado para evitar el escape prematuro de los gases a la atmósfera.
D52/?75E$ ?)/ HE V
Voladura convencional Hos taladros de voladura normal destrozan la roca por interacción entre sí, con predominio de fractura miento radial = para lograr este efecto
es necesar io
mantener ciertas condiciones, como : /elación de espaciamiento a "urden: I 1, a 1, M. /elación de acoplamiento 'diámetro de taladro a diámetro de cartuc&o(: máxima de 1,8 a 1, "uscando un adecuado confinamiento y explosivo.
atacado del
Distri"ución de la carga explosiva, ocupando en promedio los 8- de la longitud del taladro ';; F( procurando la mayor concentración de carga al fondo del mismo. 6so de taco inerte para retener la explosión en el taladro el mayor tiempo posi"le, y para me#orar el grado de confinamiento. mpleo de explosivo con el mayor "risance y empu#e dentro de la relación energía - costo, para las características de la roca. Disparo de todos los taladros de la voladura siguiendo un orden de salida, espaciados en tiempo de acuerdo a un esquema de
secuencias 'arranques,
ayudas, cuadradores, alzas, etc.(.
Voladura controlada
E diferencia de los taladros de voladura normal, los de voladura controlada de"en espaciarse de tal modo, que las fracturas creadas se diri#an a los puntos de menor resistencia, es decir de taladro a taladro, alineándose para formar un plano de corte, con lo que se disminuye o elimina la formación de fracturas radiales. ntre sus co ndi ciones fundamentales tenemos: /elación de espaciamiento a "urden inversa a la normal = es decir menor espaciamiento que "urden, usualmente: I *, a *,A M. xplosivo de muc&o menor diámetro que el del taladro para qu e la rel ació n de desacoplamiento sea mayor que la
convencional de 8,1 a 1.
7arga explosiva linear distri"uida a todo lo largo del taladro preferentementecon cartuc&os acopla"les como los de Exsaorte, o en cier tos casos carga amortiguada con espaciadores.
)aco inerte solamente para mantener
el explosiv o dentro del taladro, no
para confinarlo. mpleo de explosivo de "a#a potencia y
velocidad, "risance, como el
Exaorte y Exsas!lit.
Disparo simultáneo de todos los taladros de la línea de corte, sin retardos entre sí, y sólo despu0s de la voladura principal. 's
conveniente un intervalo
mínimo de ;* a 1** ms entre el Kltimo taladro de la voladura principal y los taladros de la línea de corte perif0rica(. 3antener el alineamiento y paralelismo de los taladros, de acuerdo al dise!o del corte a realizar, de lo contrario no &ay "uen resultado.
Venta#as de la voladura controlada
%roduce superficies de roca lisas y esta"les. 7ontri"uye a reducir la vi"ración de la voladura principal y la so"reexcavación, con lo que se reduce tam"i0n la proyección de fragmentos y los efectos de agrietamiento en construcciones e instalaciones cercanas a la voladura. )am"i0n facilita el transporte de los detritus de voladura, por su menor tama!o. %roduce menor agrietamiento en la roca
remanente. s importante tener en
cuenta que la voladura convencional, segKn la carga y el tipo de roca puede afectar a las ca#as tec&os a profundidades de &asta 1,* y 8,** m de"ilitando la estructura en general, mientras que la voladura controlada sólo la afecta entre *,8* y *,*
m, contri"uyendo a me#orar el autosostenimiento de las
excavaciones. n minería puede ser una alternativa para la explotación de estructura d0"iles e inesta"les.
Desventa#as de la voladura controlada
3ayor costo que la voladura convencional por requerir más perforación y empleo de explosivos especiales o acondicionados a propósito. 3ayor demora en la o"ra, por el incremento del tra"a#o de perforación.
n algunos tipos de terreno no llega a dar los resultados esperados, como por e#emplo en material detrítico incompetente o delezna"le.
3e#ores resultados
por lo general se o"tienen en rocas &omog0neas y competentes.
$on varias las t0cnicas para voladura controlada desarrolladas en los Kltimos a!os, muc&as veces específicamente para un pro"lema particular, pero las más aplicadas son: `
Voladuras de precorte
`
Voladura de recorte
` Voladuras amortiguadas,
stas t0cnicas se efectKa n tanto para tra" a#os
su"terráneos como en
superficie.
V
discontinuidad o plano de fractura
'grieta continua( antes de disparar la voladura principal o de producción, mediante una fila de taladros generalmente de
peque!o diámetro, muy cercanos, con
car gas explosivas desacopladas y disparos instantánea. l disparo de los taladros de precorte tam"i0n puede &acerse simultáneamente con los de producción, pero adelantándonos una fracción de tiempo de G* a 18* ms, el disparo es pues en dos etapas. ?ormalmente es necesario efectuar algunos disparos de prue"a para conocer el comportamiento de la roca y a#ustar parámetros, pero como guía puede aplicarse algunas ecuaciones propuestas para el caso, como las de 7. Nonya, así: l factor de carga por pie de taladro que no cause da!o a la roca, pero que produzca suficiente presión como para crear la acción de corte se puede estimar por: q I O 8 - 8A
donde: q
: carga de explosivo por pie de taladro 'l" -pie(. O
:
diámetro de los
taladros vacíos, en pulgadas. $i se aplica este factor de carga, el espaciamiento entre los taladros de precorte será deter minado por la ecuación: I 1* x O donde:
: espaciamiento, en pulgadas.
O
:
diámetro de los taladros vacíos, en pulgadas.
Ha constante 1* se aplica para asegurar que la distancia no sea excesiva y que el corte ocurra, pero segKn experiencia puede llevarse a 18 ó 1+. stos valores por norma de"en darse en el equivalente m0trico. n la mayoría de aplicaciones de precorte no se estila so"reperforación. n algunos casos se aplica una carga concentrada de 8 a veces al fondo del taladro, en otros toda la columna es desacoplada, es decir de "a#a energía y de menor diámetro que el del taladro. xisten diferentes criterios respecto a la necesidades de taquear o no los taladros, y so"re la longitud del taco teniendo en cuenta la necesidad de mantener retenidos los gases de explosión en los taladros.
6sualmente las
rocas competentes no requieren taco mientras que sí son necesarios en las rocas fisuradas e incompetentes. l precorte se aplica preferentemente en "ancos de superficie para delimitar sectores, para cortar "loques= para evitar una excesiva so"rerotura &acia atrás (bak break) y para formar los taludes finales del !it.
V
cercanos, con cargas
desacopladas, pero despu0s de la voladura Cprincipal o de producción. l factor de carga se determina de igual forma que
para los taladros de
precorte, pero como esta t0cnica implica el arranque de roca &acia un frente li"re, el espaciamiento normalmente es mayor que en el precorte, pudiendo ser determinado por la ecuación: I 1; x O donde: O
: :
espaciamiento. diámetro del taladro vacío.
l disparo es tam"i0n en dos etapas, primero los
taladros de producción y
despu0s, con una diferencia de unos 1** ms, los de recorte. Has condiciones de confinamiento de am"as son diferentes, en el precorte mientras no sale la voladura principal en "urden es infinito, en tanto que en el recorte el "urden tiene una distancia definida y razona"le, despu0s de &a"er salido la voladura principal, de modo que puede ser estimado en el dise!o de la voladura. l "urden de"e ser mayor que el espaciado para asegurar que las facturas se C encadenen
apropiadamente entre los taladros antes que el "loque de
"urden se desplace, pudiendo estimar con la
ecuación:
M I 1, x
donde: M
:
entre taladros.
"urden o línea de menor resistencia.
:
espaciado
7uando los taladros de recorte tienen el mismo diámetro que los de producción la t0cnica se conoce como 'rim lasting.
V
diámetro, estrec&amente espaciados y sin carga
explosiva crean un plano de
de"ilidad que producirá el corte como efecto de la voladura principal. l plano actuará como una cortina que limita el paso de las ondas explosivas &acia atrás. xisten numerosos arreglos de taladro para o"tener cargas reducidas o desacopladas, para taladros en superficie y en su"terráneo, como los siguientes:
VE D?$5DED n voladuras de contorno de gran diámetro en
superficie, el desacoplamiento
del E?2< se consigue colocándolo en mangas o tu"os de plástico, de menor
diámetro que el taladro, o distri"uy0ndolo en cargas espaciadas mediante separadores especiales de madera u otro material, lo que resulta costoso, por lo que prefiere "a#ar la densidad del explosivo, mediante tres procedimientos: /educiendo el contenido de petróleo a menos del ;F 'si un E?2< G+ -; desarrolla A* >-g, uno con 'GA,(-'1,( sólo desarrollará 8 8G >-g(. Diluy0ndolo con cloruro de sodio, &asta un máximo del 8*F. Ha sal reduce la energía y actKa como refrigerante, con lo que disminuye la velocidad de detonación y el calor de explosión. 3ezclando el E?2< con "olitas de poliestireno expandido de *, a mm 'teno!ort(, t0cnica que está ganando difusión con la denominación de E?2<%$. 7on su densidad de *,* Bg-dm , como diluyente en una proporción de &asta A*F de mezcla, se consigue concentraciones de energía y densidades por metro de sólo un 1*F de las que corresponden al E?2< convencional, aunque existen dificultades de segregación por densidades dentro del taladro en carguío neumático de peque!o diámetro. Ha roca tiene una resistencia in situ a la tracción de 1,8 y a la compresión de 8 3%a respectivamente'valores o"tenidos de ta"las petrográficas, o determinados por un la"oratorio de mecánica de rocas(. %resión de taladro '%t(:
%t I 88A x 1*9; x ]x 1 X *,A x
'V
donde:
:
V
densidad del explosivo. velocidad de detonación del explosivo
%resión de taladro efectiva:
%t I 8 1+ x 1G*,+8 I 8 1+ x *,*+ ;+ %t I I 11, 3pa Valor menor a la resistencia a compresión de la roca por lo que 0sta configuración de cargas es válida. spaciamiento '(:
I ;+ x '11, X 1,8( I +G+, mm I *, m 1,8
Huego el espaciamiento de partida será *, m. %ara determinar el espaciamiento entre taladros
tam"i0n, suele aplicarse la
siguiente ecuación: I 8 x r '%" 9 /t(
xsa fa"rica el Examon$* de "a#a densidad a pedido, para casos especiales. )am"i0n dinamita tipo Exadit pero de menor densidad. #emplo de cálculo para la aplicación de precorte
$e requiere calcular el espaciado entre taladros para un precorte, con diámetro de ;+ mm y con explosivo especial entu"ado, de 1G mm de diámetro, +*** m-s de velocidad de detonación y 1,1 g-m de densidad. )
donde:
:
espaciamiento de los taladros, en pulgadas. / :
en pulgadas.
radio del taladro,
%" :
presión en el taladro por la carga explosiva, en psi.
/t :
resistencia a la tracción dinámica de la roca, en psi.
V<$ $6M)//?<$ Ha voladura convencional en tKneles y otros tra"a#os de su"suelo, además de de#ar perfiles irregulares
segKn el sistema de diaclasamiento de la roca,
normalmente afecta a la estructura remanente a llegar &asta 8 m
profundidades que pueden
maltratándola y de"ilitándola segKn su tipo y
condición, lo
que puede tener consecuencias de inesta"ilidad o desprendimiento con el tiempo. ste maltrato es mayor cuando se dispara con cargas excesivas, o cuando no se mantiene una adecuada secuencia de encendidos y los taladros salen casi simultáneamente.
n o"ras de ingeniería de cierta consideración, como los tKneles de irrigación o de &idroel0ctricas, que de"en ser esta"les y que usualmente se cementan, el perfil
perif0rico
irregular
es
inconveniente,
de"iendo
e#ecutarse
adecuadamente para o"tener una pared final de superficie lisa.
%ara evitar este maltrato y o"tener paredes de corte liso se emplean m0todos de voladura perif0rica controlada.
E. 7ondiciones necesarias para la voladura controlada en su"suelo
Eplica"les al aca"ado de tKneles, cámaras y excavaciones para cimientos de máquinas y o"ras civiles.
%erforación
l diámetro de los taladros de contorno
normalmente es igual a los de
producción. Ha precisión de la perforación es fundamental, de"e
mantenerse el
alineamiento y paralelismo de los taladros de acuerdo al dise!o del corte a realizar, para mantener un "urden constante en toda la longitud del avance, de otro modo no se formará el plano de corte . 6n mal em"oq uill ado o desviaciones resultarán en so"rerotura o salientes de roca, así, desviaciones mayores de *,1* a *,1
m. al fondo pueden deformar el corte o dar lugar a tacos quedados (bootlegs). l espaciamiento entre taladros de"e ser menor que el de voladura convencional, la relación espacio - "urden "a#a de I 1,M normal a I '*, ó *,A(M. n la práctica, para voladura amortiguada, esta distancia se estima entre 1 a 1; veces el diámetro y el "urden de 1,8 a 1, veces el espaciamiento, mientras que para precorte el espaciado será de A a 18 veces el diámetro, considerándose el "urden infinito. Esí en la práctica son esenciales
espaciamientos entre *, y
*,; m.
7arga
$e requiere "a#a densidad de carga explosiva, lo que se o"tiene con: xplosivos especiales de "a#a energía y velocidad, usualmente en cartuc&os de peque!o diámetro, como el Exsaorte de 88 mm, que produce unos 1,*** "ares de presión, mientras que uno
convencional puede llegar a *.*** "ar.
Ha carga de columna de"e ser desacoplada 'no atacada(, normalmente de sólo *, veces el diámetro del taladro 'relación 8:1( para poder formar un anillo de aire
alrededor del explosivo que amortigbe el efecto de impacto al a"sor"er parte de la energía de la explosión y de"e distri"uirse a todo lo largo del taladro 'esto se facilita por e#emplo con los cartuc&os largos de Exsaorte que cuentan con plumas centradoras plásticas(. Ha densidad de carga normalmente fluctKa entre *,1A y *, Bg-m, para este caso, segKn el tipo de roca varía entre *,*A y *,88 Bg-m. $i es necesario para amortiguar la onda y facilitar la formación del plano de corte, se puede intercalar taladros vacíos de guía entre los taladros cargados. 7arga de fondo
)odo m0todo de carguío requiere una carga de fondo de alta velocidad con factor de acoplamiento cercano al 1**F 'e#emplo uno o dos cartuc&os convencionales de dinamita(, para asegurar el arranque de la carga reducida de columna y evitar la formación de tacos quedados al fondo. s tam"i0n necesario sellar los taladros con taco inerte (steming) para contener los gases y para evitar que la columna desacoplada sea eyectada del taladro al detonar el ce"o 'o succionada por la descompresión su"siguiente a la voladura previa del disparo principal(. Disparo
l disparo de todos los taladros del corte perif0rico de"eser simultáneo, o máximo en dos o tres etapas de retardo muy cercanas 'si el perímetro a cortar es grande(, de lo contrario el plano de corte puede no formarse
completamente. sto
puede asegurarse con una línea troncal de encendido independiente. De"e tomarse en cuenta que la velocidad pico de partícula generada por el disparo puede llegar a causar excesivo da!o a la roca remanente, efecto que se puede
reducir manteni0ndola por de"a#o de los ** a 1.*** mm-s. sta velocidad se puede estimar con la siguiente fórmula empírica: V%% I 7e
d x " donde: V%%
:
velocidad pico de partícula, en m-s. 7e
:
carga explosiva en
ca#a, en Bg. d
:
distancia radial desde el punto de detonación, en m.
"
:
constante que depende de las propiedades
estructurales y elásticas de la roca, y que varíade lugar a lugar. Hos medios usuales disponi"les para carga controlada en peque!o diámetro son: )u"os plásticos rígidos con carga interior de dinamita de "a#a velocidad y presión, acopla"les para formar
columnas de longitud requerida, con plumas
centradoras para desacoplar la carga = e#emplo : Exsaorte de 88 mm de diámetro por 1* mm de longitud y Exsas!lit de 88 mm de diámetro por ,* m de longitud. 7artuc&os convencionales de dinamita espaciados entre sí a una distancia equivalente a la longitud de un cartuc&o '*,8* m(, iniciados axialmente con cordón detonante de "a#o grama#e ' g-m(. Egentes de voladura de "a#a densidad, normalmente granulares con componentes diluyentes reducidores de energía como polietileno
expandido,
aserrín, ceniza y otros. )ienen como inc onv enien te que pu eden s egregarse gravim0tricamente y generan gases tóxicos. $istema de carga air dek con sólo carga de fondo y taco inerte, requiere adecuado control para asegurar resultados y la roca de"e ser compati"le con el m0todo.
7ordón detonante de alto grama#e ';*, A*, 18* g- m(. ste elemento reduce la densidad de carga linear, pero es costoso.
valuación de resultados del precorte
sta evaluación un tanto empírica puede &acerse de forma cuantitativa y cualitativa. Ha evaluación cuantitativa se "asa en el cálculo del factor de ca!as visi"les, que es el cociente entre la longitud de las medias ca!as visi"les despu0s de la voladura y la longitud total que fue perforada.
l análisis con#unto de la superficie creada, en roca que permite o"servar detalles, facilitará la o"servación de da!os o fallas que puedan corregirse a#ustando factores de carga y espaciado entre taladros como se muestra en el cuadro siguiente:
Voladuras controladas en taladros largos encámaras su"terráneas
Equellas operaciones mineras de producción donde por su m0todo de minado se a"ren profundas cámaras= por e#emplo en el m0todo de extracción -uble&el -to!e, el uso de voladuras controladas en el tec&o y paredes es fundamental para disminuir los riesgos de
inesta"ilidad.
n cámaras a"iertas profundas donde se perforan taladros largos con "arras de perforación extensi"les, generalmente se controla el tec&o de dos formas: %reparando previamente una cámara superior, cuyasdimensiones de "ase son las del ta#eo, empleando perforadoras manuales tipo .ak leg, posteriormente se
explota mediante taladros largos todo el mineral entre el piso de la cámara y la "ase del ta#eo 'fig. 1(. 7ortando el tec&o, empleando cargas ligeras de explosivo a trav0s de taladros perforados
paralelamente, siguiendo un dise!o de perforación de voladura
controlada para formar el plano de límite al tec&o 'fig. 8(= posteriormente se explota el mineral entre el piso del ta#eo y el tec&o cortado, de modo que el personal y equipos puedan tra"a#ar en condiciones seguras. %ara me#orar el efecto de corte se perforan taladros intermedios de alivio, generando de esta forma mayor área li"re a los taladros a disparar y que asimismo sirven de guía para orientar el corte que limitará el tec&o 'ver fig (. 7arguío de cartuc&os de dinamita espaciada para cortar el tec&o en ta#eos a"iertos, con perforación de taladros de alivio sin carga para me#orar el resultado del corte 'fig. +(.
%arámetros importantes para voladurascontroladas. %resión del taladro
s la presión e#ercida por la expansión de gases de detonación en las paredes del taladro. 7uanto menor sea esta presión menor será el da!o a la pared final de la voladura, esta presión es aproximadamente el * F de la presión de detonación del explosivo. %ara lograr el efecto de corte en las voladuras controladas es necesario reducir la presión dentro del taladro desacoplado y-o espaciando las cargas explosivas dentro del mismo. Ha siguiente fórmula se puede usar para calcular la presión del taladro : donde:
:
espaciamiento e ntre taladros. Ot
diámetro de taladro.
%dt
:
presión dentro del taladro.
/t
:
resistencia a la tracción de la roca.
%recisión en la perforación
Ha precisión en la perforación es uno de los factores más importantes para el 0xito de esta t0cnica, los taladros segKn dise!o, de"en perforarse paralelos y encontrarse en un mismo plano de corte. %t I e x 'V
donde: %t
:
presión de taladro. :
e
V
:
densidad del explosivo.
velocidad de detonación del explosivo
%ara reducir la presión dentro del taladro, se de"e desacoplar espaciar las cargas explosivas. l grado de acople de una carga explosiva esta dada por: 7r I '7(1 - 8 x 'O - O ( e
t
donde: 7r
:
relación de acoplamiento. Oe
Ot
:
diámetro de taladro.
7
:
porcenta#e del taladro cargado con
:
diámetro de explosivo.
explosivo. Ha presión dentro del taladro de cargas explosivas desacopladas y espaciadas, será la siguiente:
7arga lineal
%ara taladros de contorno con diámetros de perforación entre 8 y 1 mm se recomienda la siguiente ta"la práctica: donde: %dt I %t x '7r(8,+
%t
: presión de taladro.
%dt : presión dentro del taladro desacoplado.
8. /elación de espaciamiento y "urden
l espaciamiento entre taladros en una voladura controlada depende del tipo de roca y diámetro de perforación . n estas voladuras por lo general se recomienda una relación "urden-espaciamiento 'M-( de 1. a 1= en la figura se o"serva el "urden final para los taladros perim0tricos despu0s de la voladura de producción. %odemos partir de la siguiente relación para calcular el espaciamiento de taladros perimetrales: Ot x '%td X /t(-/t . xplosivos paravoladura controlada
Exsaorte: en tu"os plásticos acopla"les. Exsas!lit : en tu"o plástico entero, de longitud especificada. Exadit : dinamita en cartuc&os espaciados, con
cordón detonante y de "a#o
grama#e a lo largo del taladro y con espaciadores de madera o de ca!a.
Examon : con el m0todo llamado
'rim lasting 'cordón detonante axial de "a#o
grama#e a lo largo del taladro &asta el ce"o. )iene su detonador con línea independiente(.
