Perforacion y Voladura en Tuneles - 2017

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC

“UNAMBA” “Escuela Profesional Profesional de Ingenierí Ingeniería de Minas”

I.

LA PERFORACION I.1PRINCIPIO Y COMO SE REALIZA La perforación, sea cualquiera el método con que se lleve a cabo , se basa en el mismo principio, o sea en la percusión y el giro continuo de un barreno, de tal manera que cada giro produce un corte en la roca en diferente posición. posición. El resultado resultado final será la perforación de de un taladro , cuyo diámetro será igual al diámetro máximo del filo cortante. Su propósito es abrir en la roca o mineral huecos cilndricos llamados talad taladros ros,, que están están desti destina nados dos a alo!a alo!arr o coloca colocarr explos explosivo ivo y sus accesorios en su interior.

I.2OBJETIVO DE LA PERFORACION La perforación se hace con el ob!etivo de arrancar o volar la máxima cantidad de roca o mineral situando el explosivo en el lugar apropiado "en este caso el taladro#, a fin de lograr el ob!etivo con el mnimo de explosivos que se pueda. En otras palabras, palabras, la perforación se hace hace con el ob!eto de volar volar cierta porción de roca o mineral, ya sea en un frente o en un stope o ta!eo, para lo cual anali$amos primero la roca y luego perforamos una serie de tala taladr dros os,, de modo modo que que nos nos perm permitita a usar usar rela relatitiva vame ment nte e poco poco explosivo para poder volar un gran volumen.

I.1OPERACIONES ANTES DE PROSEGUIR TRABAJOS TRA BAJOS DE PERFOR PERFORACION ACION 

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%omo el frente debe estar disparado hay que &entilar la labor, para eliminar los gases de la voladura. 'esatar las rocas sueltas para evitar accidentes. (eali$ar traba!os de sostenimiento si es necesario. (evisión del frente, para ver si hay tiros fallados, cortados o han quemado completamente. 'e haber tiros fallados o cortados, recargar el taladro y disparar, nunca perforar al lado del taladro o en el mismo taladro. 'e estar estar imped impedido ido hacer hacer dispa disparos ros secun secunda dario rios, s, proced proceder er a descargar a presión de agua el taladro con tiro cortado. Limpie$a del material disparado.

).* ).* +)+)-S S 'E E( E(-(/ (/%) %)-0 -0 ).* ).*.*

E( E(-( -(/% /%))-0 0 1/ 1/02/L 2/L Se reali$a mediante el empleo de un barreno usado con la finalidad de facilitar su extracción y rotación.

Explora!"# $ Vola%&ra '# T(#'l')

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El barreno es sostenido por el ayudante, mientras que el otro golpea con una comba, luego se hace girar un cierto ángulo para proseguir con el proceso de perforación. Este proceso también lo reali$a una sola persona, dentro de la minera artesanal. ).*. ).*.3 3

E( E(-( -(/% /%))-0 0 0E2 0E21/ 1/+) +)%/ %/ Se rea reali$a media diante el empl mpleo de una una perfo rforad radora ora convencional4 convencional4 usando como energa el aire comprimido, para reali reali$ar $ar huecos huecos de diáme diámetro tro peque peque5o 5o con los barren barrenos os integrales que poseen una punta de bisel "cincel#4 que se encarga de triturar la roca al interior del taladro. En cada golpe que la perforadora da al barreno y mediante el giro automático hace que la roca sea rota en un circulo que que corr corres espo pond nde e a su diám diámet etro ro44 prod produc ucié iénd ndos ose e as as un taladro.

).*. ).*.6 6

E( E(-( -(/% /%)7 )70 0 EL8% EL8%+( +()% )%/ / Se reali$a empleando energa eléctrica, que un generador lo prov provee ee y para para ello ello se empl emplea ea una una perf perfor orad ador ora a con con un barreno helicoidal, que puede reali$ar taladros de hasta 9: cm de longitud, siendo el problema principal el sostenimiento de la perforadora para mantenerla fi!a en la posición de la perforación.

).*. ).*.; ;

E( E(-( -(/% /%)7 )70 0 <)'( <)'(=2 =2L) L)%/ %/ Se real reali$ i$a a medi median ante te el empl empleo eo de equi equipo poss alta altame ment nte e sofisticados, roboti$ados, de gran capacidad de avance y performance. 2tili$a la energa hidráulica para la trasmisión, control de fuer$as y movimientos movimientos en la perforación. /demás, cuenta con un tablero de control computari$ado, equipado con un soft>are de perforación donde se grafica el tra$o de perforación requerido. La gran venta!a de estos equipos es su gran precisi precisión ón y paralelism paralelismo o en la perforació perforación. n. or su gran rendimiento, es requerido por la gran minera.

).3 +)-S 'E E(-( E(-(/'-( /'-(/S /S %-0&E0%) %-0&E0%)-0/L -0/LES ES 0E21/ 0E21/+)%/S ).3.*

?ac@ Leg erforadora con barra de avance que puede ser usada para rea reali$art $arta aladros dros hori$o ri$on ntal tales e incli clinado ados, se usa mayormente para la construcción de galeras, subniveles, (amp (ampas as44 util utili$ i$a a una una barr barra a de avan avance ce para para sost sosten ener er la perforadora y proporcionar comodidad de manipulación al perforista.


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).3.3

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).3.6

Stoper erforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y ta!eado en labores de explotación"perforación vertical hacia arriba#. Está constituido por un equipo perforador adosado a la barra de avance que hace una unidad sólida y compacta.

E(-(/%)70 'E /&/0%E 'E A/LE(B/S C +D0ELES %-0 ?21-


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La siguiente presentación dará a conocer una breve información de los usos de las galeras y tFneles en minera y obras civiles, para seguir, con una descripción detallada, sobre los métodos y técnicas, as también maquinaria y herramientas utili$adas para las labores de construcción de estos. 'e dará énfasis a los tiempos de labores de avance, estudiados en el curso Gaires comprimido y perforaciónH, interpolados al proyecto de expansión de la mina subterránea %huquicamata de %odelco.

)).* -?E+)&-S AE0E(/LES -btener los conocimientos prácticos para la reali$ación de un proyecto de perforación de avance de galera, con todos los detalles y por menores que esto requiera, como examen final del curso de Gaire comprimido y perforación 

)).3 -?E+)&-S ESE%B)%-S /plicar los conocimientos aprendidos en clases. Seleccionar el me!or método de perforación para el avance de una galera o tFnel. 'eterminar los tiempos de avance de una perforación.  

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)).6 Equipos En los Fltimos dos a5os, los fabricantes de equipos de perforación !umbo están disfrutado de un nuevo escenario en el mercadoI las ventas, antes concentradas en la minera, empe$aron a ser equilibradas por el aumento de la demanda del sector de la construcción. /tlas %opco y Sandvi@, los dos principales fabricantes de perforadoras !umbo que actFan en el pas.


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))).

+Fneles y galeras 2n tFnel es una edificación que se desarrolla en el interior de la corte$a terrestre.+odo proyecto de construcción de un tFnel empie$a con un estudio geológico, luego vienen otros estudios de ingeniera para ver su factibilidad de construcción.


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))).* ES+2')- AE-L7A)%+ipos de rocaI  (ocas Bgneas  (ocas Extrusivas o Lavas  (ocas )ntrusivas  (ocas hiperbasales  1etamórficas  (ocas sedimentarias  Sedimentaria clásicas "%lasto J partcula#  Sedimentarias qumicas  Sedimentarias orgánicas  (ocas metamórficas ))).3 %/(/%+E(BS+)%/S ))).3.* Aeotécnicas 2n maci$o rocoso está compuesto por fragmentos y bloques de diferentes tama5os, estructura, composición y propiedades mecánicasI o ropiedades elásticas. o %omportamiento plástico o viscoelastico. o Estado de los esfuer$os "originales, modificados por la excavación# o %onsolidación, compactación y competencia. ))).3.3 -tras propiedades fsicas 'ensidad. o o Aravedad especfica. o orosidad. o ermeabilidad. 6.3.6. roblemas relacionados a la excavación en roca Los medios necesarios para reali$ar una excavación varan con la naturale$a del terreno, que desde este punto de vista, se pueden clasificar enI +errenos sueltos. +errenos flo!os. +errenos duros. +errenos de tránsito. (oca blanda. (oca dura. (oca muy dura. ))).6 %aractersticas y peligros de algunas tipos de rocas %ali$aI ácil de excavar4 consume reducido de explosivos y barrenos.ueden encontrarse cavernas, a veces de grandes dimensiones, y manantiales de agua importantes. 0o suelen hallarse gases peligrosos. /reniscaI ácil de excavar4 consumo de explosivos normalmente menor que en la cali$a4 mayor consumo de barrenos. 0o suele presentar discontinuidades ni se encuentran grandes manantiales de agua. i$arrasI 'e excavación fácil4 segFn su naturale$a y de la inclinación de los estratos, suele encontrarse poco agua,       

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aunque a veces se presentan manantiales importantes cuando la capa freática está sobre la excavación. Las pi$arras pueden ir asociadas al yeso y al carbón4 en el caso del segundo, puede existir el metano, gas explosivo muy peligroso4 puede hallarse también el hidrógeno sulfurado, mortal, aunque en peque5as cantidades. (ocas granticasI Aeneralmente fáciles de excavar4 no se necesita entibar y el revestimiento preciso es, normalmente, peque5o4 el consumo medio de los explosivos es más del doble que en la arenisca normal4 el de barrenos, depende de la naturale$a de la roca, que vara entre lmites muy amplios4 aunque, normalmente, las condiciones de esta roca son favorables, de ve$ en cuando pueden encontrarse manantiales de agua con grandes caudales. (ocas volcánicasI Las rocas volcánicas son costosas de barrenar y precisan importante consumo de explosivos4 suelen encontrarse estratos de tobas descompuestas que dan lugar a grandes manantiales, como también gases peligrosos, tóxicos o explosivos. ))).; %ondiciones económicas /fectan la inversión. lu!o de ca!a. eriodo de retorno. eneficio. 1étodos de excavación de tFneles ($iha ha estudiado y descrito el desarrollo de los diversos sistemas de construcción de tuneles aplicados en Europa, fundamenltamente han de considerarse los sistemas. 

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)&.* 1étodo )ngles (ecibe su nombre por haber sido aplicado en tuneles a través del tipo de terreno que usualmente se locali$a en )nglaterra, como son las arenas y areniscas. Su principal caracterstica es proceder el avance de la perforación a sección completa del tFnel, en una sola operación. )&.3 1etodo elga El 1étodo elga consiste en lugar de excavar de una ve$ toda la sección del tFnel, lo que dara lugar a graves inestabilidades del frente del tFnel y a colapsos del mismo, en ir abriendo una peque5a galera en clave del tFnel, galera que se va ensanchando poco a poco hasta permitir hormigonar toda la bóveda. %on secciones peque5as es posible solucionar cualquier problema de estabilidad que apare$ca en el frente, mientras que con gran frente abierto no lo sera. )&.6 1etodo /leman Este sistema fue utili$ado por primera ve$ en *K:6 para construir el tFnel en el canal de S/0 2)0+)0 y desarrollado por M)EEN)0A en *K*;, siguiendo el sistema de nucleo central y en la construcción de las amplias bóvedas de cerve$as de aviera.


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)&.; 1etodo /ustriaco +raba!o basado en la utili$ación de madera formando un sistema de entibación. /plicado en las minas de ()2(A- y en el tFnel -E(/2, en el ferrocarril entre LE)O)A C '(ES'E0, en S/?-0)/ en el a5o *K6P. En *K69 NE)SSLE( lo empleo en el tFnel de A21-L'SN)(%<, cerca de &)E0/ Q 0E2S+/'+. &.

1E+-'-S %-0S+(2%+)&-S &.* ER%/&/%)-0 %-0 ERL-S)&-S Se puede aplicar a rocas con resistencia a la compresión desde K: 1a hasta las rocas más duras, es de mayor flexibilidad y el más utili$ado en la construcción de tFneles. &.3 ER%/&/%)-0 1E%/0)%/ 1inadores continuosIueden traba!ar en materiales con una resistencia a la compresión menores a *:: 1pa. 1inadores topo o +1 "tunnel oring 1achine#I ueden excavar materiales que tengan una resistencia a la compresión hasta 3: 1a. 

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Evolución tecnológica.
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EL +(/O- 'E L/ 1/LL/ 'E E(-(/%)70 &)).* ')S/(- S)12L+=0E- C (-+/+)&%uando se disparan los taladros !untos, se dice que el disparo es simultáneo pero si se disparan sucesivamente, de acuerdo a un orden de encendido previamente establecido el disparo será rotativo. El ob!eto del disparo rotativo es la formación y ampliación de las caras libres, ra$ón por la cual se usa este sistema en los traba!os de la mina, ya que los frentes sólo presentan uno o dos caras libres. &)).*.* %/(/ L)(E Es el lugar hacia el cual se despla$a el material cuando es disparado, por acción del explosivo. La cara libre en un frente es una sola por ello la función del corte o cuele es abrir otra cara libre, o sea el hueco que forma el corte luego del disparo es otra cara libre. &)).*.3 %-0%E+- 'E +(/Oor tra$o se entiende a un con!unto de taladros que se perforan en un frente y que tienen una ubicación, dirección, inclinación y profundidad determinadas. El tra$o se hace con el ob!eto deI (educir los gastos de perforación y cantidad de explosivos 




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&))).

-btener un buen avance 1antener el tama5o o sección de la labor uniforme. 'eterminar el orden y salida de los taladros

1étodos de corte El principio de la palabra voladura de tFneles reside en la apertura de una cavidad inicial, denominada corte, cuele o arranque, destinada a crear una segunda cara libre de gran superficie para facilitar la subsiguiente rotura del resto de la sección, de modo que los taladros del nFcleo y de la periferia puedan traba!ar destro$ando la roca en dirección hacia dicha cavidad. La profundidad del corte debe ser igual a la estimada para el avance del disparo, cuando menos. La ubicación influye en la facilidad de proyección del material roto, en el consumo del explosivo y el nFmero de taladros necesarios para el disparo. or lo general, si se locali$a cerca de uno de los flancos "a# se requerirá menos taladros en el frontón4 cerca al techo "b# proporciona buen despla$amiento y centrado de la pila de escombros, pero con mayor consumo de explosivo4 al piso "c# es conveniente sólo cuando el material puede caer fácilmente por desplome. En general, la me!or ubicación es al centro de la sección ligeramente por deba!o del punto medio "d#. %orresponden a las formas de efectuar el disparo en primera fase para crear la cavidad de corte, que comprenden dos gruposI &))).* %ortes con taladros en ángulo o cortes en diagonal. Su efectividad consiste en que se preparan en forma angular con respecto al frente del tFnel, lo que permite que la roca se rompa y despegue en forma de Gdescostre sucesivoH hasta el fondo del disparo. %uanto más profundo es el avance, tanto más taladros diagonales deben ser perforados en forma escalonada, uno tras otro conforme lo permita el ancho del tFnel. Estos cortes se recomiendan sobre todo para roca muy tena$ o plástica por el empu!e que proporcionan Gdesde atrásH. +ambién para las que tienen planos de rotura definidos, ya que dan mayor alternativa que el corte paralelo para atacarlas con diferentes ángulos. En su mayora se efectFan con perforadoras manuales y su avance por lo general es menor en profundidad que con los cortes en paralelo "; y :U del ancho del tFnel#, pero tiene a su favor la venta!a de que no se GcongelanH o Gsinteri$anH por exceso de carga o inadecuada distancia entre taladros, como ocurre frecuentemente con los cortes paralelos. Es indispensable que la longitud y dirección de los taladros sean proyectadas para que el corte se ubique simétricamente a una lnea imaginaria y que no se perfore excesivamente. Se disponen por pare!as, con tendencia a casi !untarse en la parte más profunda para lograr un efecto combinado de las cargas, especialmente en rocas difciles de romper "duras, estratificadas,etc.#. Son más incómodos para perforar porque el operador tiene que ver imaginariamente cómo están quedando ubicados 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 libre, no requieren una elevada densidad. 8sta puede disponerse más bien en los más profundos para tratar de




conseguir alguna rotura adicional que compense la natural limitación del avance debido a la propia perforación. Estos cortes son mayormente aplicados en tFneles y galeras de corta sección con taladros de peque5o diámetro. Los consumos promedios varan en cifras tan extremas como :,; a *,K @gVm6. /demás de tFneles, los cortes angulares especialmente en cu5a y abanico permiten abrir la rotura inicial en frentes planos sin caralibre, como es el caso de apertura de $an!as, po$os, etc. &))).*.*%orte en pirámide o diamante "center cut# %omprende a cuatro o más taladros dirigidos en forma de un ha$ convergente hacia un punto comFn imaginariamente ubicado en el centro y fondo de la labor a excavar, de modo que su disparo instantáneo creará una cavidad piramidal. Este método requiere alta concentración de carga en el fondo de los taladros "apex de la pirámide#. Se le prefiere para piques y chimeneas. SegFn la dimensión del frente puede tener una o dos pirámides superpuestas. %on este corte se pueden lograr avances de K:U del ancho de la galera4 su inconveniente es la proyección de escombros a considerable distancia del frente. &))).*.3%orte en cu5a o en GvH ">edge cut# %omprende a cuatro, seis o más taladros convergentes por pares en varios planos o niveles "no hacia un solo punto# de modo que la cavidad abierta tenga la forma de una cu5a o Gtro$o de pastelH. Es de e!ecución fácil aunque de corto avance especialmente en tFneles estrechos, por la dificultad de perforación. La disposición de la cu5a puede ser en sentido vertical hori$ontal. El ángulo adecuado para la orientación de los taladros es de T:W a P:W. Es más efectivo en rocas suaves a intermedias, mientras que el de la pirámide se aplica en rocas duras o tenaces. &enta!asI X 1enor consumo de explosivos. X erforación relativamente fácil. X +raba!a bien en terrenos suaves y semiduros. X /plicable a secciones de hasta TYxPY. 'esventa!asI X El avance máximo que se puede alcan$ar es el ancho de la galera. X %uanto más largo sea el avance se cae en desviaciones en la perforación. X En terrenos duros se requiere mas perforaciones en G&H.




&))).*.6%orte en cu5a de arrastre "drag o dra> cut# Es prácticamente un corte en cu5a efectuado a nivel del piso de la galera, de modo que el resto del destroce de la misma sea por desplome. Se emplea poco en tFneles, más en minas de carbón o en mantos de roca suave. &))).*.;%orte en abanico "fan cut# Es similar al de arrastre pero con el corte a partir de uno de los lados del tFnel, disponiéndose los taladros en forma de un abanico "divergentes en el fondo#. +ambién se le denomina Gcorte de destroceH porque se basa en la rotura de toda la cara libre o frente de ataque del tFnel. oco utili$ado porque requiere decierta anchura para conseguir unavance aceptable. &))).*.%orte combinado de cu5a y abanico 2sualmente recomendado para roca tena$ y dura, hasta elástica. Dtil y muy confiable, aunque es difcil de perforar. &))).3 %ortes con taladros en paralelo. %omo su nombre lo indica, se efectFan con taladros paralelos entre s. Se han generali$ado por el empleo cada ve$ mayor de máquinas perforadoras tipo ?umbo, que cuentan con bra$os articulados en forma de pantógrafo para facilitar el alineamiento y dar precisión en la ubicación de los mismos en el frente de voladura. Los taladros correspondientes al nFcleo y a la periferia del tFnel también son paralelos en ra$ón de que es virtualmente imposible perforar en diagonal con estas máquinas. +odos tienen la misma longitud llegando al pretendido fondo de la labor. El principio se orienta a la apertura de un hueco central cilndrico, que actFa como una cara libre interior de la misma longitud que el avance proyectado para el disparo. La secuencia de voladura comprende tres fases4 en la primera son disparados casi simultáneamente los taladros de arranque para crear la cavidad cilndrica4 en la segunda, los taladros de ayuda del nFcleo rompen por colapso hacia el e!e del hueco central a lo largo de toda su longitud, ampliando casi al máximo la excavación del tFnel, tanto hacia los flancos como hacia el fondo4 por Fltimo salen los taladros de la periferia "al$as, cuadradores y arrastres del piso# perfilando el tFnel con una acción de descostre. Explora!"# $ Vola%&ra '# T(#'l') 15



El perfil o acabado final de la pared continua del tFnel, depende de la estructura geológica de la roca, básicamente de su forma y grado de fisuramiento natural "cliva!e, diaclasamiento, estratificación# y de su contextura. El hueco central debe tener suficiente capacidad para acoger los detritos creados por el disparo de los primeros taladros de ayuda, teniendo en cuenta el natural espon!amiento de la roca triturada, de modo que se facilite la expulsión "tro># del material de arranque, después de las segundas ayudas y los taladros periféricos. ara diferentes diámetros de taladros se requieren diferentes espaciamientos entre ellos. Es 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. La densidad y distribución de la columna de explosivo, en muchos casos refor$ada, as como la secuencia ordenada de las salidas son determinantes para el resultado del corte. 2sualmente los taladros de arranque se disparan con retardos de milisegundos y el resto del tFnel con retardos largos, aunque en ciertos casos los microretardos pueden ser contraproducentes. Estos cortes son aplicados generalmente en roca homogénea y competente, son fáciles y rápidos de e!ecutar pero como contraparte no siempre dan el resultado esperado, ya que cualquier error en la perforación "paralelismo y profundidad#, en la distribución del explosivo o el método de encendido se refle!ará en mala formación de la cavidad, o en la sinteri$ación "aglomeración# de los detritos iniciales que no abandonan la cavidad a su debido tiempo, per!udicando la salida de los taladros restantes. Si la carga explosiva es demasiado ba!a, el arranque no romperá adecuadamente, y si es muy elevada la roca, puede desmenu$arse y compactar, malogrando el corte lo que afectará todo el disparo. /demás del corte cilndrico con taladros paralelos se efectFan otros esquemas, como el corte paralelo escalonado, con el que se consigue un hueco o ta!ada inicial de geometra cuadrangular y de amplitud igual al ancho de la labor, cuyo desarrollo comprende un avance escalonado por ta!adas hori$ontales o escalones, con taladros de longitudes crecientes intercalados, que se disparan en dos fases. El disparo de la primera fase rompe la mitad del tFnel por desplome, de!ando un plano inclinado como segunda cara libre, sobre la que actuarán los taladros de la segunda fase por acción de levante. Estos cortes son adecuados para rocas estratificadas, mantos de carbón, rocas fisuradas o incompetentes. +odos los tipos de corte con diferentes variantes de acuerdo a las condiciones de la roca y la experiencia lograda en diversas aplicaciones4 ellos sonI &))).3.*%orte quemado %omprende un grupo de taladros de igual diámetro perforados cercanamente entre s con distintos tra$os o figuras de distribución, algunos de los cuales no contienen carga explosiva de modo que sus espacios vacos actFan




como caras libres para la acción de los taladros con carga explosiva cuando detonan. El dise5o más simple es de un rombo con cinco taladros, cuatro vacos en los vértices y uno cargado al centro. ara ciertas condiciones de roca el esquema se invierte con el taladro central vaco y los cuatro restantes cargados. +ambién son usuales esquemas con seis, nueve y más taladros con distribución cuadrática, donde la mitad va con carga y el resto vaco, alternándose en formas diferentes, usualmente triángulos y rombos. Esquemas más complicados, como los denominados cortes suecos, presentan secuencias de salida en espiral o caracol. %omo los taladros son paralelos y cercanos, las concentraciones de carga son elevadas, por lo que usualmente la roca fragmentada se sinteti$a en la parte profunda de la excavación "corte#. Esto no permite las condiciones óptimas para la salida del arranque. Lo contrario ocurre con los cortes cilndricos. Los avances son reducidos y no van más allá de 3, m por disparo, por lo que los cortes cilndricos son preferentemente aplicados.

&))).3.3%orte cilndrico Este tipo de corte mantiene similares distribuciones que el corte quemado, pero con la diferencia que influye uno o más taladros centrales vacos de mayor diámetro que el resto, lo que facilita la creación de la cavidad cilndrica. 0ormalmente proporciona mayor avance que el corte quemado. En este tipo de arranque es muy importante el burden o distancia entre el taladro grande vaco y el más próximo cargado, que se puede estimar con la siguiente relaciónI  J :,P x diámetro del taladro central "el burden no debe confundirse con la distancia entre centros de los mismos, normalmente utili$ada#. &))).6 -+(-S %-(+ES 'E E(-(/%)70




&))).; 'ise5o básico para voladura subterránea en tFnel El tra$o o diagrama de distribución de taladros y de la secuencia de salida de los mismos presenta numerosas alternativas, de acuerdo a la naturale$a de la roca y a las caractersticas del equipo perforador, llegando en ciertos casos a ser bastante comple!o. &))). 'istribución y denominación de taladros Los taladros se distribuirán en forma concéntrica, con los del corte o arranque en el área central de la voladura, siendo su denominación como sigueI &)))..*/rranque o cueles Son los taladros del centro, que se disparan primero para formar la cavidad inicial. or lo general se cargan de *,6 a *, veces más que el resto. &)))..3/yudas Son los taladros que rodean a los taladros de arranque y forman las salidas hacia la cavidad inicial. 'e acuerdo a la dimensión del frente vara su nFmero y distribución Explora!"# $ Vola%&ra '# T(#'l') 18



comprendiendo a las primeras ayudas "contracueles#, segundas y terceras ayudas "taladros de destro$o o franqueo#. Salen en segundo término. &)))..6%uadradores Son los taladros laterales "hastiales# que forman los flancos del tFnel. &)))..;/l$as o techos Son los que forman el techo o bóveda del tFnel. +ambién se les denominan taladros de la corona. En voladura de recorte o smooth blasting se disparan !untos al$as y cuadradores, en forma instantánea y al final de toda la ronda, denominándolos en general, Gtaladros periféricosH. &)))../rrastre o pisos Son los que corresponden al piso del tFnel o galera4 se disparan al final de toda la ronda.

&))).T 0Fmero de taladros El nFmero de taladros requerido para una voladura subterránea depende del tipo de roca a volar, del grado de confinamiento del frente, del grado de fragmentación que se desea obtener y del diámetro de las brocas de perforación disponibles4 factores que individualmente pueden obligar a reducir o ampliar la malla de perforación y por consiguiente aumentar o disminuir el nFmero de taladros calculados teóricamente. )nfluyen también la clase de explosivo y el método de iniciación a emplear. &))).P 'istancia entre taladros Se determinan como consecuencia del nFmero de taladros y del área del frente de voladura. 0ormalmente varan de * a 6: cm entre los arranques, de T: a 9: cm en los de ayuda y de : a P: cm entre los cuadradores. %omo regla práctica se estima una distancia de 3 pies "T: cm# por cada pulgada de diámetro de la broca. Los taladros periféricos "al$as y cuadradores# se deben perforar a unos 3: a 6: cm del lmite de las paredes del tFnel para facilitar la perforación y evitar la sobrerotura. 0ormalmentese perforan ligeramente divergentes del e!e del tFnel para que sus topes permitan mantener la misma amplitud de sección en la nueva cara libre a formar. &))).K Longitud de taladros Será determinada en parte por el ancho Ftil de la sección, el método de corte de arranque escogido y las caractersticas del equipo de Explora!"# $ Vola%&ra '# T(#'l') 19



perforación. %on corte quemado puede perforarse hasta 3 y 6 m de profundidad4 con corte en G&H solo se llega de * a 3 m. de tFneles de peque5a sección. &))).9 %antidad de carga 'epende de la tenacidad de la roca y de la dimensión del frente de voladura. )nfluyenI el nFmero, diámetro, profundidad de los taladros y el tipo de explosivo e iniciadores a emplear. Se debe tener en cuenta que la cantidad de explosivo por m3 a volar, disminuye cuanto más grande sea la sección del tFnel y aumenta cuanto más dura sea la roca. En términos generales puede considerarse los siguientes factores en @g de explosivosVm6 de roca. En minera los consumos de dinamita varan generalmente entre 6:: a K:: gVm6. %omo generalidad, pueden considerar los siguientes factores paraI

En donde podemos considerarI (ocas muy difcilesI granito, conglomerado, arenisca. (ocas difcilesI arenisca sacaroide, arena esquistosa. (ocas fácilesI esquisto, arcilla, esquistos arcillosos, lutita. (ocas muy fácilesI arcilla esquistosa o rocas muy suaves. &))).*: /%+-(ES 'EL-S 2E 'EE0'E0 L/ 2)%/%)70 E )0%L)0/%)-0 'E L-S +/L/'(-S &))).*:.* %lase de terreno donde se va a perforar Los materiales que constituyen los maci$os rocosos poseen ciertas caractersticas fsicas que son función de su origen y de los procesos geológicos posteriores que sobre ellos han actuado. El con!unto de estos fenómenos conduce a un determinado entorno, a una litologa particular con unas heterogeneidades debidas a los agregados minerales. y a una estructura geológica en un estado tensional caracterstico, con un gran nFmero de discontinuidades estructurales "planos de estratificación, fracturas, diaclasas, !untas, etc# &))).*:.3 0Fmero de caras libres de la labor En una labor cualquiera se llama cara libre de la $ona que se desea volar, a cada uno de los lados que se desea volar, a cada uno de los lado que están libres, ósea en contacto con el aire. /s por e!emplo el frente de una galera, chimenea o pique tendrá una cara libre4 &))).*:.6 Arado de fragmentación    




Se refiere al tama5o que debe tener el material ya volado. En general cuando más cerca se sitFan los taladros unos de otros, habrá mayor fragmentación4 en un ta!eo, los taladros verticales producen mayor fragmentación que los hori$ontales. &))).*:.; El equipo de perforación /qu también hay que tener en cuenta la habilidad y destre$a del perforista, pues hay ciertos tipos de tra$os inclinados que resultan difciles de perforar y a veces el uso de determinados equipos de perforación, sobre todo en la perforación de arranques y cueles donde tiene que dárseles la inclinación correcta.


Perforacion y Voladura en Tuneles - 2017

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