MAYO 2008VOLADURA CONTROLADA

IntroduccinLas voladuras controladas ha sido desarrolladas para controlar el sobre rompimiento en los lmites de la excavacin y el operador debe decidir el propsito de la tcnica de control antes de que sta sea seleccionada.

Existen tres tipos:

PRECORTERECORTETALADRO LINEAL Y/O INTERMEDIOS

VOLADURA CONVENCIONAL La voladura convencional en tneles y galeras de mina, dejan perfiles irregulares segn el sistema de diaclasamiento de la roca, normalmente afecta a la estructura remanente llegando a profundidades de 1.5 metros aproximadamente, la roca maltratada y debilitada segn su tipo y condicin, puede tener consecuencias de inestabilidad o desprendimiento con el tiempo.

EFECTOS DEL DIACLASAMIENTO DE LA ROCAEN LA VOLADURA CONVENCIONAL DE TUNELES Y GALERIAS DE MINASFISURAMIENTO LAMINARInestabilidad por presin lateralFISURAMIENTO CBICO Estabilidad por mayor amarreESTRATIFICACIN PLANA Inestabilidad por tensin: Desplome de planchonesFISURAMIENTO CUNEIFORMEInestabilidad con cada de cuas o bancosPor el grado de fisuramiento:Por estratificacin o bandeamiento:

VOLADURA CONVENCIONALLas operaciones poseen problemas de sobre rotura. Diseo de malla inapropiada a la condicin de la roca. (Resumen)No se tiene un buen auto sostenimiento. Existe alta dilucin del mineral. Inapropiada seleccin del explosivo, segn el tipo y condicin de la roca. Las labores poseen agrietamientos excesivos. Mal dimensionado de las reas a excavar. Los costos de sostenimiento resultan demasiado altos para la operacin. Voladura sobrecargada.

Aproximadamente 1,5 m de influencia

Consecuencias Fragmentacin irregular:Excavabilidad y acarreolentos (ciclo de carga deficiente).Bolonera excesiva:Voladura secundaria (riesgo y costo negativo).

Consecuencias Dilucin del mineral:Prdida de valor econmico.

Sobre excavacin:Sostenimiento adicional (elementos e instalacin).Proceso metalrgico:Sobrecosto de chancado y conminacin (consumo de energa y chaquetas).

Empleo de Voladura Controlada o Amortiguada:Principio: Reduccin del factor de acoplamiento perimetral para limitar la sobre-rotura y costos de sostenimiento posterior al disparo.Medidas de solucinEmpleo de cargas explosivas lineales de baja energa.Taladros muy cercanos entre s, de acuerdo a la condicin del terreno y al perfil que se desea obtener.Disparo simultneo de todos los taladros para crear una grieta o plano de rotura continuo.

Teora del mtodoEn voladura convencional el taladro rompe por fisuramiento radial. En voladura controlada se debe eliminar la rotura radial, a favor de una rotura plana.Para ello, dos cargas cercanas se disparan simultneamente, produciendo una grieta de tensin que determina el plano de corte.En esta grieta se infiltran los gases de explosin con efecto de cua, expandindola hasta provocar la ruptura. Esta ruptura se extiende de taladro a taladro hasta provocar el corte plano perifrico.

VOLADURA CONTROLADAConsiste en distribuir linealmente la carga explosiva de baja energa y ubicarlos en taladros muy cercanos entre s, posteriormente se disparan simultnea-mente al final de la secuencia de la voladura.Busca crear y controlar la formacin de una grieta o plano de rotura continuo, que limite la superficie final de un corte o excavacin.

OBJETIVO DE LA VOLADURA CONTROLADA Evitar agrietamientos.

Lograr una mejor estabilidad.

Obtener superficies de corte lisas. Disminuir la dilucin del mineral. Evitar la sobre rotura (overbreak).

USOS DE LA VOLADURA CONTROLADACmaras subterrneas para mejorar el auto-sostenimiento de techos y paredes.Acabado superficial de tneles en obras hidrulicas o viales.Piques y chimeneas.Lmite final de bancos en minera a tajo abierto.Lmite final de extraccin de bloques de piedra ornamental en canteras de mrmol, caliza marmrea, etc.

Influencia entre 0,20 y 0,50 mCon Voladura Controlada

ESQUEMA DE AGRIETAMIENTO RADIAL DE LA ROCA Y LA INFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS

Voladura convencional Voladura controladaRelacin de espaciamiento a burden: E = 1,3 a 1,5 B.Uso de taco inerte.Relacin de acoplamiento mxima de 1,2 a 1.La carga de explosivo ocupa los 2/3 de la longitud del taladro.Taco inerte para mantener al explosivo dentro del taladro, no para confinarlo.Menor espaciamiento de burden: E = 0,5 a 0,8 B.Explosivo de mucho menor dimetro que el del taladro.Carga explosiva lineal distribuida a todo lo largo del taladro.

Empleo de explosivo con el mayor brisance y empuje dentro de la relacin energa/costo.Empleo de explosivo de baja velocidad y brisance.Disparo de todos los taladros de la voladura siguiendo un orden de salida, espaciados en tiempo de acuerdo a un esquema de secuencias.Disparo simultneo de todos los taladros de la lnea de corte, sin retardos entre s. Voladura convencional Voladura controlada

GRADO DE AFECTACIN

VentajasProduce superficies de roca lisas y estables, reduce la vibracin y disminuye el agrietamiento en la roca remanente.Es una alternativa para la explotacin de estructuras dbiles e inestables. Produce menor agrietamiento en la roca remanente.DesventajasCosto relativamente mayor que la voladura convencional por el mayor tiempo de preparacin en perforacin y carguo.En material detrtico incompetente o deleznable puede no llegar a dar buen resultado.

Consideraciones ImportantesLa precisin de la perforacin es fundamental, tanto por el alineamiento como por el paralelismo de los taladros.Se requiere una carga de fondo o cebo con factor de acoplamiento cercano al 100%.El espaciamiento entre taladros en una voladura controlada depende del tipo de roca y dimetro de la perforacin.

Por lo general se puede partir de un valor de:

B/E = 1 B/E = 1,5

VOLADURA CONVENCIONAL:E= 1,3 a 1,5 BVOLADURA CONTROLADA:E= 0,5 a 0,8 BRELACION ENTRE BURDEN Y ESPACIAMIENTO

DIMETROVOLADURA CONTROLADAVOLADURA CONVENCIONAL(mm) BURDEN (m)ESPACIAMIENTO (m)BURDEN (m)ESPACIAMIENTO (m)165/80,600,450,620,80227/80,850,700,871,1332/3810,700,601,251,505120,900,701,802,306421,200,902,252,807631,401,102,53,10

Ejemplo: para taladros de contorno con dimetros de perforacin entre 32 y 51 mm se recomienda la siguiente tabla prctica:Control de Carga Lineal

Taladro con carga convencional, con explosivo de baja potencia (Dinamita de 45 de 7/8 x 7) sin atacar y con taco.Carguo continuo de cartuchos de baja potencia y de dimetro pequeo.Esquema de carga para Voladura Controlada

7/8 x 7

2.Esquema del carguo en taladros perifrico con cartuchos de dinamita espaciada con material inerte o aire libre y con cordn detonante a lo largo del taladro.Esquema de carga para Voladura Controlada

Cartuchos convencionales fijados a distancias determinadas sobre una media caa.

Ejemplo: dimetro del cartucho de 22 a 38 mm, dimetro del taladro de 50 a 75 mm y con cordn detonante axial.Esquema de carga para Voladura Controlada

4.Taladro con explosivo especial para voladura controlada (FAMECORTE D), en tubos rgidos de plstico acoplables, centrados en el taladro de mayor dimetro mediante plumas o rosetas.Esquema de carga para Voladura Controlada

5.Taladro cargado con SUPERFAM y con cordn detonante de bajo gramaje amarrado al cartucho cebo e iniciado con detonador no elctrico (Trim Blasting).El cordn detonante axial a lo largo de toda la columna de SUPERFAM, pero sin sobresalir de la boca del taladro.Esquema de carga para Voladura Controlada

Evaluacin de Resultados en la Voladura Controlada

Perfil de excavacin

Perfil De excavacin

Vista que muestra el dao que sufren las paredes de los taladros y el efecto de perturbacin del entorno.Sobre excavacin alrededor del taladro.

Perfil De excavacin

Acercamiento del carguo de las alzas

Vista que muestra el dao en la roca ocasionado por la concentracin de la masa explosiva en el fondo del taladro.

Vista que muestra la caa del taladro, producto de una voladura donde la masa explosiva fue bien distribuida.

Influencia del entorno de la roca para un taladro .ANFO Emulnor Semigelatina

Dinamita Amoniacal

TIPOS DE VOLADURA CONTROLADAVoladura de Pre-Corte o Pre-Spliting:El disparo del corte de contorno es anterior a la voladura principal.

Voladura de Recorte: El disparo del corte de contorno es posterior a la voladura principal.

VOLADURA CONTROLADA DE PRE-CORTEConsiste en crear en el cuerpo de roca una discontinuidad o plano de fractura (grieta continua) antes de disparar la voladura principal o de produccin, mediante una fila de taladros generalmente de pequeo dimetro, muy cercanos, con cargas explosivas desacopladas y disparos instantneos.

VOLADURA CONTROLADA DE PRE-CORTE

Este puede realizarse tambin simultneamente con los de produccin pero adelantndolos una fraccin de tiempo de 90 a 120 ms, siendo el disparo de dos etapas.

Debemos tener informacin del comportamiento y del tipo de roca en la que se vamos a utilizar ste mtodo, podemos considerar como gua algunas ecuaciones, como las de C. Konya:VOLADURA CONTROLADA DE PRE-CORTE

El clculo del espaciamiento entre los taladros de pre-corte ser determinado por la ecuacin: E =10 x D Donde:E : espaciamiento (plg).D : dimetro de los taladros vacos (plg).VOLADURA CONTROLADA DE PRE-CORTE

Consiste en la voladura de un fila de taladros cercanos, con cargas desacopladas, pero detonadas despus de la voladura principal o de produccin.VOLADURA CONTROLADA DE RECORTE

Debido a que sta tcnica implica el arranque de roca hacia un frente libre, el espaciamiento normalmente es mayor que en el pre-corte, pudiendo ser determinado por la ecuacin: E = 16 x D DondeE : espaciamiento (plg).D : dimetro del taladro vaco (plg).VOLADURA CONTROLADA DE RECORTE

El disparo en este tipo de voladura controlada es tambin en dos etapas, primero los taladros de produccin y despus, con una diferencia de unos 100 ms, los de recorte (corona).El burden, as mismo, tiene una distancia razonable y calculable, despus de haber salido la voladura principal.Cuando los taladros de recorte tienen el mismo dimetro que los de produccin la tcnica se conoce como Trim Blasting.VOLADURA CONTROLADA DE RECORTE

El burden debe ser mayor que el espaciado para asegurar que las fracturas se encadenen apropiadamente entre los taladros antes que el bloque de burden se desplace, se estima con la ecuacin siguiente : B = 1,3 E DondeB : burden o lnea de menor resistencia.E : espaciado entre taladros.VOLADURA CONTROLADA DE RECORTE

Condiciones NecesariasVOLADURA CONTROLADA

El dimetro de los taladros de contorno normalmente es igual a los de produccin.Condiciones necesarias en PerforacinLa precisin de la perforacin es fundamental, tanto por el alineamiento como por el paralelismo de los taladros.

El espaciamiento entre taladros debe de ser menor que el de la voladura convencional.VOLADURA CONTROLADA

Usar explosivos especiales de baja energa y velocidad. Ejemplo Famecorte D-20La carga de columna debe de ser desacoplada (no atacada) para poder formar un anillo de aire alrededor del explosivo que amortige el efecto de impacto, absorbiendo parte de la energa de la explosin y debe de distribuirse a todo lo largo del taladro.Condiciones necesarias en carguioVOLADURA CONTROLADA

El disparo de todos los taladros del corte perifrico debe ser simultneo, o mximo en dos o tres etapas de retardo muy cercanas, de lo contrario el plano de corte puede no formarse completamente.Usar explosivos de brisancia baja por ejemplo FAMECORTE D-20, FAMECORTE E-20 o dinamita pulverulenta espaciada. Condiciones necesarias en el DisparoVOLADURA CONTROLADA

Parmetros importantesVOLADURA CONTROLADA

Es la presin ejercida por la expansin de gases de detonacin en las paredes del taladro. Cuanto menor sea esta presin menor ser el dao a la pared final de la voladura, esta presin es aproximadamente el 50% de la presin de detonacin del explosivo.Presin del taladroVOLADURA CONTROLADA

Ser necesario reducir esta presin ya sea desacoplando y/o espaciando la carga explosiva. La formula para calcular la presin de taladro es la siguiente :PT = de*VOD2/8Donde :PT = presin de taladro.de = densidad del explosivo.VOD = velocidad de detonacin .Presin del taladroVOLADURA CONTROLADA

Influencia de perforacin y voladura

El grado de acople de una carga explosiva est dada por : Cr =C1/2*De/Dt Donde :Cr = relacin de acoplamiento.De = dimetro del explosivo.Dt = dimetro del taladro.C = % del taladro cargado con explosivo.Presin del taladroVOLADURA CONTROLADA

Influencia de perforacin y voladura

La presin dentro del taladro cargado con explosivo desacoplado y espaciado, ser : Ptd = PT*Cr2,4 Donde :Ptd = presin dentro del taladro desacoplado.PT = presin de taladro.Cr = relacin de acoplamiento.Presin del taladroVOLADURA CONTROLADA

El espaciamiento entre taladros en una voladura controlada depende del tipo de roca y dimetro de la perforacin. Por lo general se puede partir de un valor de B/E entre 1 y 1,5.Relacin de espaciamiento (E) y burden (B)VOLADURA CONTROLADA

USO Y MANIPULEO DEL FAMECORTE D 20Es recomendable colocar un Taco Inerte al final de cada columna de carga para evitar la expulsin de los tubos del Famecorte durante la detonacin y evitar la fuga de gases.Se utiliza especialmente en el contorno (Corona y Astial) del frente.

FAMESA EXPLOSIVOS SAC

*En la introduccin, exponga la importancia del tema para la audiencia. Ofrezca un breve adelanto de la presentacin y demuestre el valor que puede tener para los oyentes. Tenga en cuenta el inters y la experiencia de la audiencia en el tema a la hora de elegir el vocabulario, los ejemplos y las ilustraciones que va a utilizar. Cntrese en la importancia que tiene el tema para la audiencia y conseguir que los oyentes estn ms atentos.*En la introduccin, exponga la importancia del tema para la audiencia. Ofrezca un breve adelanto de la presentacin y demuestre el valor que puede tener para los oyentes. Tenga en cuenta el inters y la experiencia de la audiencia en el tema a la hora de elegir el vocabulario, los ejemplos y las ilustraciones que va a utilizar. Cntrese en la importancia que tiene el tema para la audiencia y conseguir que los oyentes estn ms atentos.*******************