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VOLADURA CONTROLADA

Reducción de Costos en

Sostenimiento y Sobreexcavación

VOLADURA CONTROLADA

El objetivo de la voladura controlada es evitar el rompimiento de la roca fuera de límites previamente establecidos, es decir evitar la sobrerotura (overbreak).

Es un método especial que permite obtener superficies de corte lisas y bien definidas, al mismo tiempo que contribuye a mejorar su estabilidad, aspecto muy importante en trabajos subterráneos de orden permanente, para prevención de desplome de techos y otros riesgos, y en superficie para la estabilidad de taludes en corte de laderas.

En términos generales, si el disparo para este corte es anterior a la voladura principal, se le denomina “precorte o presplitting”, y si es posterior se le conoce como recorte, voladura de contorno o voladura suave (smooth blasting); en el caso de túneles también suele denominarse voladura periférica.

Consiste en el empleo de cargas explosivas lineares de baja 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 delimite la superficie final de un corte o excavación.

TEORÍA DEL MÉTODO

Una carga explosiva convencional acoplada, que llena completamente un taladro, al detonar crea una zona adyacente en la que la resistencia dinámica a compresión de la roca es ampliamente superada, triturándola y pulverizándola. Fuera 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.

Cuando son dos las cargas que se disparan simultáneamente, esas grietas radiales tienden a propagarse por igual en todas direcciones, hasta que por colisión de las dos ondas de choque en el punto medio entre taladros, se producen esfuerzos de tracción complementarios perpendiculares al plano axial.

Las tracciones generadas en ese plano superan la resistencia dinámica a tracción de la roca, creando un nuevo agrietamiento y favoreciendo la propagación de las grietas radiales en la dirección de corte proyectado, lográndose esto en especial cuando dos taladros son cercanos.

Posteriormente estas grietas se amplían y extienden bajo la acción de cuña de los gases de explosión que se infiltran en ellas. La propagación preferencial en el plano axial junto con el efecto de aperturar por la presión de gases permiten obtener un plano de fractura definido.

La presión de gases es clave en la voladura controlada,

por lo que se debe tratar de mantenerla hasta que complete la unión de las grietas que parten de los taladros adyacentes. Esto se conseguirá adecuando la longitud de retacado para evitar el escape prematuro de los gases a la atmósfera.

Según esto, el mecanismo de trabajo de una voladura de contorno comprende a dos efectos diferentes: uno derivado de la acción de la onda de choque y otro derivado de la acción de los gases en expansión.

DIFERENCIAS ENTRE VOLADURA CONVENCIONAL Y

LA VOLADURA CONTROLADA

Voladura convencional Los taladros de voladura normal destrozan la roca por

interacción entre sí, con predominio de fracturamiento radial; para lograr este efecto es necesario mantener ciertas condiciones, como:

1. Relación de espaciamiento a burden: E = 1.3 a 1.5 B.

2. Relación de acoplamiento (diámetro de taladro a diámetro de

cartucho): máxima de 1.2 a 1, buscando un adecuado confinamiento y atacado del explosivo.

3. Distribución de la carga explosiva, ocupando e promedio los 2/3 de la longitud del taladro (66%) procurando la mayor concentración de carga al fondo del mismo.

4. Uso de taco inerte para retener la explosión en el taladro el

mayor tiempo posible, y para mejorar el grado de confinamiento.

5. Empleo de explosivo con el mayor brisance y empuje dentro de la relación energía/costo, para las características de la roca.

6. 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 A diferencia de los taladros de voladura normal, los de voladura

controlada deben espaciarse de tal modo, que las fracturas creadas se dirijan a los puntos de menor resistencia, es decir de taladro a taladro, alineándose para formar u plano de corte, con lo que se disminuye o elimina la formación de fracturas radiales. Entre sus condiciones fundamentales tenemos:

1. Relación de espaciamiento a burden inversa a la normal; es decir,

menor espaciamiento que burden, usualmente: E = 0.5 a 0.8 B. 2. Explosivo de mucho menor diámetro que el del taladro para que la

relación de desacoplamiento sea mayor que la convencional de 2.1 a 1.

3. Carga explosiva linear distribuida a todo lo largo del taladro preferentemente con cartuchos acoplables como los de Exsacorte, o en ciertos casos, carga amortiguada con espaciadores.



4. Taco inerte solamente para mantener el explosivo dentro de

taladro, no para confinarlo.

5. Empleo de explosivo de baja potencia , velocidad y brisance, como el Exsacorte o Exadit

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

7. Mantener el alineamiento y paralelismo de los taladros de acuerdo al diseño del corte a realizar, de lo contrario no hay buen resultado.



ESQUEMAS DE CARGA CONVENCIONAL PARA

DINAMITA 1. Cebo al fondo

del taladro (sin

taquear).

2. Similar cebo,

pero con

cartucho

“cama” al

fondo”.

3. Cebo en la

boca del

taladro.

4. Cebado

intermedio.

5. Cartuchos con

espaciadores,

cebo en la

boca.

6. Cartuchos

sueltos, con

cordón

detonante.

TALADROS DE SUBTERRÁNEO, ESQUEMAS PARA

VOLADURA CONTROLADA

Velocidad: 7 000m/s

NONEL

CORDÓN 3G

Velocidad: 3 000m/s (EXAMON)

CEBO (DINAMITA) VELOCIDAD: 4 000m/s

CARGA DE COLUMNA CON EXAMON P

DETONADOR ELÉCTRICO O DE TIPO NONEL, CON VELOCIDAD ± 2 000 m/s

Ventajas de la voladura controlada

a. Produce superficies de roca lisas y estables.

b. Contribuye a reducir la vibración de la voladura principal y la sobreexcavación, con lo que se reduce también la proyección de fragmentos y los efectos de agrietamiento en construcciones e instalaciones cercanas a la voladura. También facilita el transporte del detritus de voladura, por su menor tamaño.

c. Produce menor agrietamiento en la roca remanente. Es importante tener en cuenta que la voladura convencional, según la carga y el tipo de roca puede afectar a las cajas hechos a profundidades de hasta 1.50 y 2.00 m debilitando la estructura en general, mientras que la voladura controlada sólo la afecta entre 0.20 y 0.50 m, contribuyendo a mejorar el autosostenimiento de las excavaciones.

d. En minería puede ser una alternativa para la explotación de estructuras débiles e inestables.

Desventajas de la voladura controlada

a. Mayor costo que la voladura convencional por requerir más perforación y empleo de explosivos especiales o acondicionados a propósito.

b. Mayor demora en la obra por el incremento del trabajo de perforación.

c. En algunos tipos de terreno no llega a dar los resultados esperados, como por ejemplo en material detrítico incompetente o deleznable. Mejores resultados por lo general se obtienen en rocas homogéneas y competentes.

Son varias las técnicas para voladura controlada desarrolladas en los últimos años, muchas veces específicamente para un problema particular, pero las más aplicadas son:

Voladuras de precorte Voladura de recorte Voladuras amortiguadas

Estas técnicas se efectúan tanto para trabajos subterráneos como en superficie.

Técnicas para precorte y

voladura controlada

El objetivo en voladura controlada es reducir la sobrerotura, minimizar daños a la roca remanente, dejar paredes y techos lisos, reducir el consumo de concreto y de elementos de sostenimiento.

Los seis principales tipos de taladros para voladura

controlada actuales son:

1. Line Drilling *Perforación en Línea (taladros sin carga).

2. Cushion Blasting *Voladura Amortiguada (desacoplamiento ± 40%, taco normal)(penúltima fila).

3. Smooth Wall Blasting *Recorte liso de paredes, taludes y techos (desacoplamiento 50%, taco solo al collar).

4. Buffer Blasting *Voladura controlada con taladros tipo cráter, carga solo al fondo.

5. Presplitting or Preshearing *Precorte (antes de la voladura principal).

6. Air Deck Presplitting *Precorte con columnas de aire como carga.

VOLADURA DE PRECORTE

Consiste en crear en el cuerpo de roca una discontinuidad o plano de fractura (grieta continua) antes de disparar la voladura principal o de producción, mediante una fila de taladros generalmente de pequeño diámetro, muy cercanos, con cargas explosivas desacopladas y disparos instantáneos.

El disparo de los taladros de precorte también puede

hacerse simultáneamente con los de producción, pero adelantándose una fracción de tiempo de 90 a 120 ms, el disparo ocurre pues en dos etapas.


El factor de carga por pie de taladro que no cause daño a la roca, pero que produzca suficiente presión como para crear la acción de corte se puede estimar por:

q = Ø2 / 28 donde: q : carga de explosivo por pie de taladro

(lb/pie). Ø : diámetro de los taladros vacíos, en

pulgadas.


Si se aplica este factor de carga, el espaciamiento entre los taladros de precorte será determinado por la ecuación:

E = 10 x Ø donde: E : espaciamiento, en pulgadas. Ø : diámetro de los taladros vacíos, en

pulgadas.

La constante 10 se aplica para asegurar que la distancia no sea excesiva y que el corte ocurra, pero según experiencia puede llevarse a 12 ó 14.

Ejemplo de cálculo para la

aplicación de precorte

Se requiere calcular el espaciado entre taladros para precorte, con diámetro de 64 mm y con explosivo especial entubado, de 19 mm de diámetro, 4000 m/s de velocidad de detonación y 1.1 g/m3 de densidad.

La roca tiene una resistencia in situ a la tracción de 17.2 y a la compresión de 275 MPa respectivamente (valores obtenidos de tablas petrográficas, o determinados por un laboratorio de mecánica de rotura).


aplicación de precorte 1. Presión de taladro (Pt):

Pt = 228 x 10-6 x ρ x (VOD)2/(1 + 0.8 x ρ) = 2 134 MPa

donde: ρ : densidad del explosivo. VOD : velocidad de detonación del explosivo. 2. Presión de taladro efectiva:

Pt = 2 134 x 190.42/ 64 = 2 134 x 0.054

Pt = 115.7 MPa Valor menor a la resistencia a compresión de la roca

por lo que ésta configuración de cargas es válida.


aplicación de precorte 3. Espaciamiento (E): E = 64 x (115.7 + 17.2) / 17.2 =494.5 mm = 0.5 m Luego el espaciamiento de partida será 0.5 m. Para determinar el espaciamiento entre taladros

también suele aplicarse la siguiente ecuación:

E = 2 x R (Pb -Rt) donde: E : espaciamiento de los taladros, e pulgadas. R : radio del taladro, en pulgadas. Pb : presión en el taladro por la carga

explosiva, en psi. Rt : resistencia a la tracción dinámica de la

roca, en psi.

VOLADURA DE RECORTE

Consiste en la voladura de una final de taladros cercanos, con cargas desacopladas, pero después de la voladura “principal” o de producción.

El factor de carga se determina de igual forma que para los taladros de precorte, pero como esta técnica implica el arranque de roca hacia un frente libre, el espaciamiento normalmente es mayor que en el precorte, pudiendo ser determinado por la ecuación:

E = 16 x Ø donde: E : espaciamiento. Ø : diámetro del taladro vacío.

El disparo es también en dos etapas, primero los taladros de producción y después, con una diferencia de unos 100 ms, los de recorte.

VOLADURA DE RECORTE

El disparo es también en dos etapas, primero los taladros de producción y después, con una diferencia de unos 100 ms, los de recorte.

Las condiciones de confinamiento de ambas son diferentes, en el precorte mientras no sale la voladura principal en burden es infinito, en tanto que en el recorte el burden tiene una distancia definida y razonable, después de haber salido la voladura principal, de modo que puede ser estimado en el diseño de la voladura.

VOLADURA 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 del burden se desplace, pudiendo estimarse con la ecuación:

B = 1.3 x E donde: B : burden o línea de menor resistencia. E : espaciado entre taladros.

Cuando los taladros de recorte tienen el mismo diámetro que los de producción la técnica se conoce como Trim Blasting.

VOLADURA AMORTIGUADA

Es precisamente una voladura convencional pero en la que se ha modificado el diseño de la ultima o penúltima fila, tanto en su esquema geométrico que es más reducido, como en las cargas de explosivo que deben ser menores y desacopladas. El disparo es normalmente en una sola etapa.

La voladura amortiguada también denominada suave o cushion blasting, recientemente ha incrementado sus posibilidades con el desarrollo de nuevas técnicas como la de ADP (Air Deck Presplitting) y la de cargas especiales de baja densidad tipo Examon-R o ANFO combinado con prills de polietileno, aunque en este caso se presentan problemas de segregación en el carguío neumático por diferencias de densidad.

VOLADURA AMORTIGUADA

También se considera dentro de esta técnica a la “perforación en línea” (line drilling) o control de fractura límite, en la que una fila de taladros de pequeño diámetro, estrechamente espaciados (máximo 3 diámetros) y sin carga explosiva crean un plano de debilidad que producirá el corte como efecto de la voladura principal. El plano actuará como una cortina que limita el paso de las ondas explosivas hacia atrás.

VOLADURA CONTROLADA EN

TRABAJOS SUBTERRÁNEOS

La voladura convencional en túneles y otros trabajos de subsuelo, además de dejar perfiles irregulares según el sistema de diaclasamiento de la roca, normalmente afecta a la estructura remanente a profundidades que pueden llegar hasta 2 m, maltratándola y debilitándola según su tipo y condición, lo que puede tener consecuencias de inestabilidad o desprendimiento con el tiempo.

Este maltrato es mayor cuando se dispara con cargas excesivas, o cuando no se mantiene un adecuada secuencia de encendidos y todos los taladros salen casi simultáneamente.

VOLADURA CONTROLADA EN

TRABAJOS SUBTERRÁNEOS

En obras de ingeniería de cierta consideración, como los túneles de irrigación o de hidroeléctricas, que deben ser estables y que usualmente se cementan, el perfil periférico irregular es inconveniente, debiéndose ejecutarse adecuadamente para obtener una pared final de superficie lisa.

Para evitar este maltrato y obtener paredes de corte liso se emplean métodos de voladura periférica controlada.

EFECTOS DE DIACLASAMIENTO DE LA ROCA EN LA

VOLADURA CONVENCIONAL DE TÚNELES Y GALERÍAS

DE MINAS RESULTADOS:

• Corte

irregular, con

presión lateral.

• La

fracturación

tiende a

formar

pedrones,

corte estable.

• Pérdida de

energía por las

fisuras,

desprendimien

to de cuñas de

roca.

• Desprendimie

nto de

planchones.

VOLADURA CONTROLADA EN SUBSUELO

CON VOLADURA CONTROLADA

± 0,20 a 0,50 m

CON VOLADURA CONVENCIONAL

DAÑOS

± 1,5 m Daños por suma de impacto y vibración de todos los taladros

PERFIL LÍMITE

LÍMITE

ESQUEMA DE VOLADURA DE RECORTE EN TÚNEL

– DESACOPLAMIENTO PERIMETRAL -

CEBO

EXSACORTE

TACO

CONDICIONES BÁSICAS:

CARGA LINEAR TOTAL DESACOPLADA

EXPLOSIVO DE BAJA ENERGÍA

ESPACIAMIENTO REDUCIDO

SALIDA SIMULTÁNEA DE TODA LA PERIFERIA

RELACIÓN ENTRE BURDEN Y ESPACIAMIENTO

VOLADURA CONTROLADA

0,60

0,85

0,70

0,90

1,20

1,40

0,45

0,70

0,60

0,70

0,90

1,10

BURDEN (m) ESPACIO (m)

DIÁMETRO

(mm) “

16 5/8

22 7/8

32/38 1 1/4

1 1/2

51 2

64 2 1/2

76 3

VOLADURA CONVENCIONAL

0,62

0,87

1,25

1,80

2,25

2,5

0,80

1,13

1,50

2,30

2,80

3,10

BURDEN (m) ESPACIO (m)

VOLADURA CONVENCIONAL : E = 1,3 a 1,5 B

VOLADURA CONTROLADA : E = 0,5 a 0,8 B

DIÁMETRO

(mm) EXPLOSIVO

CONCENTRACIÓN

LINEAR DE CARGA

POR METRO

PRESIÓN DE

TALADRO

EN BARES

ZONA DE

FISURA

CREADA

45 (tal.)

22 (cart.)

ANFO

EXSACORTE

aprox 1,8 kg/m

aprox 0,8 kg/m

30 000

900

1,50 m

0,25 m

RANGOS DE ENERGÍA Y DAÑO A LA ROCA

EN TECHO Y CAJAS

Condiciones necesarias para la

voladura controlada en subsuelo

Aplicables al acabado de túneles, cámaras y excavaciones para cimientos de máquinas y obras civiles.

a.Perforación El diámetro de los taladros de contorno normalmente

es igual a los de producción.

La precisión de la perforación es fundamental, debe mantenerse el alineamiento y paralelismo de los taladros de acuerdo al diseño del corte a realizar, para mantener un burden constante en toda la longitud del avance, de otro modo no se formará el plano de corte.

Un mal emboquillado o desviaciones resultarán en

sobrerotura o salientes de roca, así, desviaciones mayores de 0.10 a0.15 m. al fondo pueden deformar el corte o dar lugar a tacos quedados (bootlegs).

El espaciamiento entre taladros debe ser menor que el de voladura convencional, la relación espacio/burden baja de E = 1.3 B normal a E = (0.5 ó 0.8) B.

En la práctica, para voladura amortiguada, esta distancia se estima entre 15 a 16 veces el diámetro y el burden de 1.2 a 1.5 veces el espaciamiento, mientras que para precorte el espaciamiento será de 8 a 12 veces el diámetro, considerándose el burden infinito. Así en la práctica son esenciales espaciamientos entre 0.3 y 0.6 m.

b.Carga Se requiere baja densidad de carga explosiva, lo que se

obtiene con: Explosivos especiales de baja energía y velocidad,

usualmente en cartuchos de pequeño diámetro, como el Exsacorte de 22 mm, que produce unos 1000 bar de presión, mientras que uno convencional puede llegar a 30000 bar.

La carga de columna debe ser desacoplada (no

atacada), normalmente de sólo 0.5 veces el diámetro del taladro (relación 2:1) para poder formar un anillo de aire alrededor del explosivo que amortigüe el efecto de impacto al absorber parte de la energía de la explosión y debe distribuirse a todo lo largo del taladro (esto se facilita por ejemplo con los cartuchos largos de Exsacorte que cuentan con plumas centradoras plásticas).

La densidad de carga normalmente fluctúa entre 0.18

y 0.37 kg/m, para este caso, según el tipo de roca varía entre 0.08 y 0.22 kg/m.

Si 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.

c.Carga de fondo Todo método de carguío requiere una carga de fondo

de alta velocidad con factor de acoplamiento cercano al 100% (ejemplo uno o dos de cartuchos convencionales de dinamita), para asegurar el arranque de la carga reducida de columna y evitar la formación de tacos quedados al fondo.

Es también 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 cebo (o succionada por la descompresión subsiguiente a la voladura previa del disparo principal).

d. Disparo El disparo de todos los taladros del corte periférico

debe ser 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. Esto puede asegurarse con una línea troncal de encendido independiente.

Debe tomarse en cuenta que la velocidad pico de

partícula generada por el disparo puede llegar a causar excesivo daño a la roca remanente, efecto que se puede reducir manteniéndola por debajo de los 700 a 1000 mm/s. Esta velocidad se puede estimar con la siguiente fórmula empírica:

VPP = Ce / d x b donde: VPP : velocidad pico de partícula, en m/s. Ce : carga explosiva, en kg. d : distancia radial desde el punto de

detonación, en m. b : constante que depende de las

propiedades estructurales y elásticas de la roca, y que varía de lugar a lugar.


voladura controlada en subsuelo Los medios usuales disponibles para carga controlada

en pequeño diámetro son:

1. Tubos plásticos rígidos con carga interior de dinamita de baja velocidad y presión, acoplables para formar columnas de longitud requerida, con plumas centradoras para desacoplar la carga; ejemplo: Exsacorte de 22 mm de diámetro por 710 mm de longitud acoplable y Exsasplit de 22 mm de diámetro por 3.50 m de longitud, o más, contínuo.

2. Cartuchos convencionales de dinamita espaciados entre sí a una distancia equivalente a la longitud de un cartucho (0.20 m), iniciados axialmente con cordón detonante de bajo gramaje (3 g/m).


voladura controlada en subsuelo 3. Agentes de voladura de baja densidad, normalmente

granulares con componentes diluyentes reducidores de energía como polietileno expandido, aserrín, ceniza y otros. Tienen como inconveniente que pueden segregarse gravimétricamente y generan gases tóxicos.

4. Sistema de carga air deck con sólo carga de fondo y taco inerte, requiere adecuado control para asegurar resultados y la roca debe ser compatible con el método.

5. Cordón detonante de alto gramaje (60, 80, 120 g/m). Este elemento reduce la densidad de carga linear, pero es costoso, muy rápido y de alto impacto.

Evaluación de resultados del precorte

Esta evaluación un tanto empírica puede hacerse de

forma cuantitativa y cualitativa.

La evaluación cuantitativa se basa en el cálculo del factor de cañas visibles, que es el cociente entre la longitud de las medias cañas visibles después de la voladura y la longitud total que fue perforada.

El análisis conjunto de la superficie creada, en roca que permite observar detalles, facilitará la observación de daños o fallas que puedan corregirse ajustando factores de carga y espaciado entre taladros como se muestra en el cuadro siguiente:

EVALUACIÓN DE RESULTADOS DEL PRECORTE

PERFIL DE EXCAVACIÓN

NINGUNA

SOBRE-

EXCAVACIÓN

GENERAL

•SOBRECARGA

FILA ANTERIOR

DE TALADROS

•SOBRECARGADOS

• DISMINUIR CARGA

• AUMENTAR EL

ESPACIAMIENTO

• DISTANCIAR FILA

ANTERIOR

• AUMENTAR

TIEMPO DE

RETARDO ENTRE

FILAS DE

VOLADURA

PRIMARIA

FALLA MOTIVO SOLUCIÓN



SOBRE-

EXCAVACIÓN

ALREDEDOR

DE LOS

TALADROS

LA PRESIÓN DE

TALADROS ES SU-

PERIOR A LA

RESISTENCIA

DINÁMICA A COM-

PRESIÓN DE LA

ROCA

DISMINUIR LA

DENSIDAD LINEAL

DE CARGA Y

AUMENTAR EL

DESACOPLA-

MIENTO

SOBRE-

EXCAVACIÓN

ENTRE LOS

TALADROS

ESPACIAMIENTO

ENTRE TALADROS

DEMASIADO

PEQUEÑO

AUMENTAR EL

ESPACIADO

ENTRE

TALADROS




ROCA

SOBRESA-

LIENTE

ENTRE

LOS

TALADROS

ESPACIAMIENTO

EXCESIVO ENTRE

LOS TALADROS

REDUDIR EL

ESPACIADO

ENTRE TALADROS

Y AUMENTAR

LIGERAMENTE

LA CARGA


Voladuras controladas en taladros largos en

cámaras subterráneas Aquellas operaciones mineras de producción donde

por su método de minado se abren profundas cámaras; por ejemplo en el método de extracción Sublevel Stope, el uso de voladuras controladas en el techo y paredes es fundamental para disminuir los riesgos de inestabilidad.

a) Preparando previamente una cámara superior,

cuyas dimensiones de base son las del tajeo, empleando perforadoras manuales tipo jack leg, posteriormente se explota mediante taladros largos todo el mineral entre el piso de la cámara y la base del tajeo.

En cámaras abiertas profundas donde se perforan

taladros largos con barras de perforación extensible, generalmente se controla el techo de dos formas:

b) Cortando el techo, empleando cargas ligeras de explosivos a través de taladros perforados paralelamente, siguiendo un diseño de perforación de voladura controlada para formar el plano de límite de techo; posteriormente se explota el mineral entre el piso del tajeo y el techo cortado, de modo que el personal y equipos puedan trabajar en condiciones seguras.

c) Para mejorar el efecto de corte se perforan taladros

intermedios de alivio, generándose de esta forma mayor área libre a los taladros a disparar y que asimismo sirven de guía para orientar el corte que limitará el techo. Carguío de cartuchos de dinamita espaciada para cortar el techo en tajeos abiertos, con perforaciones de taladros de alivio sin carga para mejorar el resultado del corte.

ERRORES PERFORACIÓN

• HUECO DE ALIVIO DE DIÁMETRO MUY PEQUEÑO

• DESVIACIONES EN EL PARALELISMO

AVANCE

• ESPACIAMIENTOS IRREGULARES ENTRE TALADROS

• IRREGULAR LONGITUD DE LOS TALADROS

AVANCE


• INTERSECCIÓN ENTRE TALADROS AVANCE

SOBRECARGA

SIN CARGA

• SOBRECARGA (EXCESIVA DENSIDAD DE CARGA)

SOBRECARGA


Parámetros importantes para voladuras

controladas

1.Presión del taladro Es la presión ejercida por la expansión de gases de

detonación en las paredes del taladro. Cuanto menor sea esta presión menor será el daño producido, es aproximadamente el 50% de la presión de detonación del explosivo. Para lograr el efecto de corte en las voladuras controladas es necesario reducir la presión dentro del taladro desacoplándolo y/o espaciando las cargas explosivas dentro del mismo.

La siguiente fórmula se puede usar para calcular la presión del taladro:

Pt = de x (VOD)2/8 donde: Pt : presión de taladro. de : densidad del explosivo. VOD : velocidad de detonación del explosivo.

Para reducir la presión dentro del taladro, se debe desacoplar espaciar las cargas explosivas. El grado de acople de una carga explosiva esta dado por:

Cr = (C)1/2 x (Øe/Øt) donde: Cr : relación de acoplamiento. Øe : diámetro de explosivo. Øt : diámetro de taladro. C : porcentaje del taladro cargado con explosivo.

La presión dentro del taladro de cargas explosivas desacopladas y espaciadas, será la siguiente:

Pdt = Pt x (Cr)2.4

donde: Pt : presión de taladro. Pdt : presión dentro del taladro desacoplado.

2.Relación de espaciamiento y burden El espaciamiento entre taladros en una voladura

controlada depende del tipo de roca y diámetro de perforación. En estas voladuras por lo general se recomienda una relación burden/espaciamiento (B/E) de 1.5 a 1.

Podemos partir de la siguiente relación para calcular el espaciamiento de taladros perimetrales:

E = Øt x (Pdt + Rt)/Rt donde: E : espaciamiento entre taladros. Øt : diámetro de taladro. Pdt : presión dentro del taladro. Rt : resistencia a la tracción de la roca.

3.Precisión en la perforación La precisión en la perforación es uno de los factores más

importantes para el éxito de esta técnica, los taladros según diseño, deben perforarse paralelos y encontrarse en un mismo plano de corte.

4.Carga lineal Para taladros de contorno con diámetros de

perforación entre 32 y 51 mm se recomienda la siguiente tabla práctica:

Diámetro

taladro

Diámetro

explosivo

Carga

lineal Espaciamiento Burden

mm mm kg/m m m

32 17 0.22 0.40 a 0.60 0.55 a 0.75

51 25 0.5 0.65 a 0.90 0.80 a 1.20

5.Explosivos para voladura controlada

Exsacorte: en tubos plásticos acoplables.

Exadit: dinamita en cartuchos espaciados, con cordón detonante y de bajo gramaje a lo largo del taladro y con espaciadores de madera o de caña.

Examon: con el método llamado Trim Blasting (cordón

detonante axial de bajo gramaje a lo largo del taladro hasta el cebo. Tiene su detonador con línea independiente).

Seguidamente veremos cómo está distribuida la carga

explosiva en dichos taladros que origina los daños que se

mostraron en las fotos anteriores (labores de producción):

Gráficamente, la distribución de la carga explosiva en el taladro:

Alternativa para controlar los daños en el contorno de las

labores y mejorar la estabilidad del área de trabajo. En la

grafica se muestra cómo debería distribuirse, en un taladro

de 11 pies de longitud, los cartuchos de explosivo y los

espaciadores:

Debemos entender que la voladura controlada comprende dos

efectos diferentes: uno derivado de la acción de la onda de

choque y otro derivado de la acción de los gases en expansión

dentro del taladro.

La presión de gases es clave por 10 que se debe tratar de

mantenerla hasta que complete la unión de las grietas que

parten de los taladros adyacentes. Esto se conseguirá

adecuando la longitud de retacado de material inerte

(aproximadamente 2 pies de longitud) para evitar el escape

prematuro de los gases producto de la detonación de los

explosivos.

Se requiere de una carga de fondo de alta velocidad y con un

diámetro muy cercano al diámetro del taladro para asegurar

el arranque de la carga explosiva y evitar la formación de

tacos en el fondo del taladro después del disparo.

Se requiere como carga de columna un explosivo de baja

potencia, baja velocidad de detonación y bajo brisance; estas

características son muy importantes de tomarlas en cuenta

ya que contamos con terrenos que están pre-fracturado por

10 que necesitamos entonces, un explosivo que no triture

demasiado el mineral pero que si empuje hacia la cara libre.

Esta carga de columna debe ser distribuida a 10 largo del

taladro con la ayuda de espaciadores o con cartuchos de

explosivo de menor diámetro que el diámetro del taladro,

cargados continuamente ( con un suave atacado) y obtener

con ello, una fragmentación de mineral similar tanto en la

zona del fondo del taladro como en el cuello de este y evitar

con ello la presencia de material triturado y la presencia de

bancos.

95690986-voladura-controlada-reduccion-costos-sostenimiento-y-sobre.pdf

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