b. folleto volduras internas.pdf

[ VOLADURAS DE INTERIOR ]

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INDICE

1. VOLADURASDEINTERIOR

2. AVANCEDEGALERIASZonasdelavoladuraCuele.GeneralidadesContra-cuele.GeneralidadesDestrozaRecorteZapateras

3. AVANCEDELAPEGA

4. PROYECCIONES

5. CUELES.CALCULOSYESQUEMASCuelesdebarrenosparalelosCuelesencua

6. DESTROZA

7. RECORTE

8. ZAPATERAS

9. ESQUEMAS

10. TNELESPORFASES.INTRODUCCIN

11. CONSIDERACIONESSOBREVOLADURASENLAAPLICACINDELMETODOAUSTRIACO.IntroduccinFasesdeejecucinFase1.GaleradeavanceFases2y3.DestrozaslateralesBanqueosalpisoResumen.ConclusionesyconsideracionesEjemplosprcticos1Fase2Fase


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1. VOLADURAS DE INTERIOR

Porvoladurasdeinteriorentenderemosenlosucesivoaquellasqueserealizanparaelarranquederocaenexplotaciones,obraspblicasocualquiertrabajosubterrneo.

Dentrodeesteconjunto,cabraestablecerclasificacionescomplementariasdetodotipo.Noobstanteydesdeunpuntoquizrepresentativodeconceptostotalmentedistintosseraconvenienteestablecerdosgrandesgrupos.

A)Trabajosqueporsuformasonespecficos,tantoenperforacincomoenvoladura.

P.E.:Avanceengalera,bienenpequeaogranseccin(tneles),construccindepozosochimeneas,etc.

B)Trabajossimilaresoigualesalosdefinidos,comovoladurasdeexterior.

P.E.:Banqueoalpisodetneles,banqueodecmarasenexplotacionesmineras,banqueoprincipalenexcavacindecavernasdecentralessubterrneas,etc.

En el caso A, tanto los sistemas de perforacin como de voladura, carga y transporte de escombro sonespecficos.

Laroturadelarocahadeconseguirsecreandoconunavoladuraunaprimeracaralibreocuele,apoyndonosbienenbarrenosvacosobienenelpropiofrentedelaroca(cuelesparalelosenelprimercaso,cuelesencuaenelsegundoocuelesencremalleracomointermedio,ocuelesencrterovoladurasencrterpropiamentedichas).

Esdecir, la voladuraprincipal vaprecedidade la aperturadel cuele, aunque ladiferenciade tiempoentreambasseatansolodecentsimasomilsimasdesegundo.

Losequiposdeperforacinsontambinespecficos.Aunquelasperforadorasseansimilaresalasutilizadasacieloabierto,sondiferentesloschasisybrazosparaadaptarsealtipodetrabajo.

Losesquemassonmuyreducidos,pordosrazones.Laprimeraporejecutarselasvoladurascondifcilsalidaylasegundaporsernecesarioobtenergranulometrasreducidasacordesconlosmediosdecargaytransporteusados,aptosparainterior.

EnelcasoBnosencontramosencambiocontrabajosigualesomuysimilaresalosqueyaconocemosdecieloabierto.

Unbanqueoalpisoenunrebajedetnelesuntrabajosimilaralrebajedecotaenunacarretera.Unaexplotacinsubterrneaporsistemadecmarasypilaresseasemejabastantealaexplotacindeunacantera,aunqueveremosquepresentadetallesmuyespecficosportenerlosbarrenosfondosabiertos.

Laexcavacindeunacavernadecentralpresentalaboresdegalerasdeavance(tnelenroca),ensanchedeestasgalerasmediantedestrozaslateralesyunaposteriorexcavacindelacavernaenbanqueo,comounacantera.

Enesostrabajosveremosequipossimilaresalosempleadosacieloabierto,encuantoaperforacinserefiere,salvopequeosdetalles,comopuedeserelempleodedeslizaderasmscortas,porproblemasdedimensin.

Pero en todo caso, tambin los consumosespecficos sonmayoresque a cielo abierto, pues sonprecisasgranulometrasmenores,generalmentemarcadasporlosequiposdecarga,yotrasvecesporel.propiousode


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larocavolada,queconfrecuenciaesusadaparalafabricacinderidosparahormigones.Otrasvecesesarocaesunmineralquedebersermolidoparasubeneficioyenconsecuenciatendremosdenuevounalimitacindetamaopormachacadoraprimaria.

Tambinhayqueconsiderarotradiferenciaentreelconjuntodelaboresdeinteriorydeexterioryestaes,quelatoxicidaddelosgasesdelasvoladurasdeinterioradquiereunagranimportanciayenconsecuenciacondicionaelexplosivousado.

Encuantoalaboresconambienteexplosivopodemosdecir,queapareceunanuevaseleccindelexplosivoausar(ExplosivosdeSeguridad)yqueelavancedelaslaboresseveafectadoporunalegislacinquelimitalascantidadesdeexplosivoporbarrenoypegayladuracindelapropiapega,ademsdelaslimitacionesdehumos.

Portalmotivo,aunquetrabajosdeinteriorpuedanserparecidosoaparentementeiguales,aalgntrabajodeexterior,siempreexistenmatizacionesenpequeaogranmedidaqueestablecendiferenciasimportantes.

2. AVANCE DE GALERIAS

Podemosdefinirestalaborcomolacreacindeunhuecoenlarocadeimportantelongitud,conseccionesvariables (desdeunapequeagaleraparaventilacinhastaun tneldeautopistaobvedade cavernaocmara), de pendiente variable, que se ejecuta con perforaciones de barrenos paralelos a su eje y enconsecuenciaconvoladurasenfondocerrado.

Estasgaleraspuedenserobradefinitiva(galeraenrocaenminarealizadaaplenaseccin)olaborprimariadeapoyoaotragalera(galeradeavanceenuntnel)quesirvedereconocimientooapoyo,paraconstruccindeunasegundaseccin.

Entodocasoyencualquiergaleraotnelcabedistinguirenlapegatrespartesfundamentales:

A)Cuele

B)Contracuele

C)Destroza

D)Recorte

E)Zapateras

2.1. Zonas de la voladura

Vamosaanalizarahoracadaunadelaszonasdiferenciadasenunapega,estableciendolascondicionesbsicasquehandecumplirlasmismas.


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2.1.1. Cuele. Generalidades

Porcueleentendemosunapartedebarrenos,cargadosonocargadoscuyamisinserladecrearunhuecoinicialenlagalera,deformaquelosbarrenosposteriores,encuentrenyaensudisparounacaralibreinicialcreada.

Veamosahoraqueocurre(figura2B)sipreviamentealdisparodelacargadeestebarreno,hubiramoscreadodelantedelunafisuraenlaroca.

Este cuele puede situarse en cualquier posicinen el frente, al piso, al techo o en hastialesaunque generalmente se suele situar en el centroaproximadodelagalera.

Supongamosahoraunsolobarrenoperforadoenlagalera(figura2)paralelamenteasueje.

Sidentrodeesetaladroprovocamosladetonacinde una cantidad de explosivo, y recordamosel mecanismo de rotura de la roca, la onda dedetonacin producir unas fisuras en el entornodelbarreno,queseprolongarnhacia la cara libre(superficie de la galera)ms extensamentepor elgranefectodetraccinqueseproduceenellaporreflexindelaondadechoque.

Estasfisurasseextenderanformandounconoylarocaseralanzadaalexteriorenformadecrter(figura2A).

Habramoscreadoenefectounhueco inicial,peroelaprovechamientodelaenergadelexplosivoestmal utilizada. En efecto, este crter no alcanzarnunca la profundidad del barreno. No obstanteveremosqueelcueleencrterseutiliza.

Esafisurarepresentaunplanodediscontinuidadyenconsecuenciaunasuperficietil(caralibre)dondelaonda de detonacin del explosivo ser reflejada ypodrtrabajaratraccin.

Ahoratenemosdoscaraslibres,lapropiadelfrenteyesafisuraprevia.Estafisurapuedesercreadaenlarocamedianteunprecorte(figura3).

Este es el fundamento del cuele en cremallera.En la figura 2C puede apreciarse otra forma dedisposicindel barrenodel frente. Si inclinamoselmismo ofrecemos entonces una mayor superficiede cara libre, afectada por la onda de detonacin(con propagacin cilndrica y no esfrica). Estadisposicineslabasedelcueleencuaovariablesdecueleenabanico.

Tambin (figura2D)podemoscrearun frente libre


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para nuestro discutido barreno, perforando a sulado otro paralelo, de igual o mayor dimetro. Lapareddeestetaladroactuarcomocaralibresobrelaqueactuarelcargado.

Este es el fundamento de los cueles de barrenosparalelos,sistemaquepresentaunelevadonmerodevariables.

Lascaractersticasgeneralesdelcueleson:

- una elevada perforacin especfica(generalmenteyalrevsqueenexterior,seusaeltrminoml/m3).

- muy elevado consumo especfico deexplosivo (este consumoespecficopuedecalcularseporzonascomoessabido).

Entodaperforacinesprecisoprestarespecialatencinalcorrectoemboquilleydireccindelosbarrenos.

Esto esmuchoms importante en los cueles, ya que el cuele es la primera apertura, quebien ejecutada,producirunbuenrendimientoenelavanceengalera,

Porlasperforacionestanprximas,loscuelessolopermitenelempleodesecuenciasenmilisegundosparaevitardescabezamientosinoportunosentretiros,ycortesdecargas.

Enlafigura4puedenapreciarselosdescabecesdelosbarrenosByCporladetonacindelbarrenoA.Estefenmeno,maloparael arranquequeesespecialmentepeligrosoen laboresdondeexistenambientesdegasesexplosivosopolvosinflamables.

2.1.2. Contracuele. Generalidades

Porcontracueleentendemos la coronadebarrenosquecircunvalaa losdecuele.Enmuchoscasosse losconsideracomobarrenosdecuele,peroentendemosquemerecenunamatizacindiferente.

Mientraselcuelecreaunprimerhueco,elcontra-cueleloensanchaparaprepararlacaralibrealadestroza(quepodramosllamarvoladuraprincipal),conunmayorhuecoquepermitalaevacuacindelescombrodelamisma.

Enconsecuenciaenelcontra-cuelehaymenosperforacinespecfica,ynohaybarrenosvacos,sinoquetodossoncargados,peroconmenorconsumoespecficoqueelreadelcontra-cuele,aunquean,sonclaramentetirossobrecargados.

Los tiros, an espaciados tienen distancias entre s an cortas, debiendo usarse tambin secuencias demilisegundosentrebarrenos.

2.1.3. Destroza

Comprendeelreadebarrenosentreelcontra-cueleyellmitederecorte(zonaCdelafigura1).

Escorrienteescucharlosnombresdecoronaycontra-coronacuandoestadestrozaestformadapordosfilas.Estaeslavoladuraprincipal,encuantoavolumendearranqueenlagalera.Elesquemasuelesermsabierto,


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conconsumosespecficosdeexplosivomenoresqueenelcasodecueleycontra-cuele.Enestosbarrenosescorrienteusarcargaselectiva(p,e.GomayAmonita),rebajandoenlosmismoselcostodeexplosivo.

El esquema utilizado en una destroza, es funcin del tipo de roca, diaclasado, dimetro de perforacin,profundidaddeavance,tipodeexplosivo,secuenciadeencendido,granulometradeseadaygeometradelaexcavacin.

Esteltimofactorespocasvecesconsideradoyenmuchasocasioneseselmsimportante,puesunpequeoaumentodeseccinobligaalainclusindeunanuevafiladedestroza,conlaquetambinpodraabatirseunaseccinmuchomayoraigualcosto.

Enpalabrassimples,haydiseosdegalerasquepodranampliarseamayoresseccionessincostoadicional,conlosmismosbarrenosdedestroza.

Estaesunacaractersticaquepocasvecessetienepresenteenunproyecto.Alguiendiraenprincipio,queapesardetodo,elcostoporm.l.degaleraseramscarosiempre,amayorseccin,puesaunquelaperforacinyvoladuracostasenlomismo,seraprecisoextraermsmetroscbicosdeescombroyemplearentibacinosostenimientoenmayormedida.

Esopuedeserciertoenalgunoscasos,peronoenotros,dondeunaseccincmoda,permiteelempleodemediosdecarga,transporteysostenimientoqueabaratanloscostosconrespectoaotraseccinmsreducidadondenopuedenserusados.

2.1.4. Recorte

Porrecorteentendemoslafilaocoronadebarrenosquemarcalaseccindeltnelentechoyhastiales(noenpiso).

Estosbarrenos,siempreunpocoangulados(perfilendientesdesierra)apartedearrancarsupiedra,sisondisparadoscomorecorte,debenmarcarelperfilfinaldeltnel.

Portalmotivosunmero,espaciamientoycarga,sondeterminantesdelacalidaddelaterminacindelperfilfinal.

Estosbarrenosdebenserdisparadoscondetonadoresdetiempo,noutilizando lneasmaestrasdecordndetonante,puesstaspuedenproducirroturasdelalneaporproyecciones.

Algunasveces,estosbarrenossondisparadoscomoprecorte.Enestecasosipuedeutilizarseunamaestradecordndetonante.

Otramodalidadmstilesladedispararlosentrecueleydestroza.Elcueleesentoncesunazonaquepermitedescomprimirenbuenamedidalarocaenelmomentodeladetonacindelosbarrenosdeperfil.

2.1.5. Zapateras

Porestosbarrenosentenderemoslosdepisodetnel.Estosbarrenos,ltimosendispararsegeneralmente,sontirospinchadosysobrecargadospuesprecisanunaenergaadicionalparaconseguirellevantede lapiedraquelosafecta,encontradelagravedad.

Ademsdesupiedra,pesasobreellosunaimportantepartedelpropioescombrogeneradoporladestroza.Porfacilidadenlacargadelescombroyporelmenorcostoderegularizacindelpisoconrellenoqueconvoladurasecundariaseprocedeasobredimensionaresafasedevoladura.


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3. AVANCE DE LA PEGASellamaavancedeunapegaalamedidaentredossituacionesdefrentesconsecutivos.Paraunavancedeun100%estadimensincoincidiraconlaprofundidaddebarrenado;peroestosavancesnosonfrecuentes.

Unavancede85a90%esconsideradohabitualmentecomobueno(figura5).

- Paracuelesencuaelavancequedamarcadoporlaposibleangulacindelaherramienta.

- Niveldevibracinadmisiblesobreelentorno.

- Tipoderocadesdeelpuntodevistade:

Dureza................,RoturaAbrasividad............AfiladosEsponjamiento..........Cargasenteras

Segn ello el nuevo frente presentara fondos debarreno,culosdelongituddeun15%aun10%delalongitudbarrenada.

Menores avances suelen producirse por cuelesdefectuososgeneralmente.

Existencasos(figura6)dondelapresenciadelisospuededaravancesmayoresalalongitudperforada,bien por descuelgue, o bien por trabajar la fisuracomocaralibrealfondo.

El avance de una pega, aunque algunos autores,tal vez excesivamente tericos y poco prcticos,pretendan relacionarlocon la seccin,dependedeungrannmerodefactores,p,e.:

- Longituddeladeslizaderadelamquina.Noseempalmanbarrasparaavancehorizontalsalvoentaladrosvacosdecuele;

- El lmite lo marca la desviacin ymaniobrabilidad del operario en caso demartillomanualyempujador.

- Tipo de roca desde el punto de vista desostenimiento.

- Seccindelagalera

- Ciclos de carga de explosivo, disparo,ventilacinycargadeescombroysuencajeenlosrelevosdetrabajojuntoconlosciclosdesostenimiento.


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Elavancedebedeterminarseporlotantoenfuncindemuchosparmetrosydebedisearseelqueproduzcaunconjuntodeoperacinmseconmico,quenormalmentenocoincideenabsolutoconelmximoalcanzable.

Elencajedecicloseslapremisabsicaentodaobradeinterior.

4. PROYECCIONESAparentemente las proyecciones pueden carecer de importancia en una obra de interior y de hecho haytcnicosqueasloconsideran.Enningncasoestoescierto.

Generalmentedispondremosenlagaleraotneldeelementossusceptiblesdeserdaadosporellas;talescomotuberasdeventilacin,tuberasdeaire,tuberasdeagua,entibacin,lneaselctricas,etc

Aunqueestasnoexistieran, cualquierelevacinen laproyeccindebeconsiderarse comounderrochedeexplosivoyenconsecuenciaunencarecimientodelaoperacindevoladura.

Lasoperacionesdeinteriorsuelendejarsehabitualmenteenmanosdirectasdepersonalenelqueesfrecuentelafrase:RetacarconGomaEninteriornoseretaca.

ElretacarconGomasignificacargarlosbarrenoshastalabocaconunsobre-costedeexplosivoyunaprdidadeenergadetrabajodegasespornoexistirelretacado.

Enelcasodenoretacarnosencontramostambin,aunquenosobrecarguemos,conunanotableprdidadelacapacidaddelexplosivoparaproducirtrabajo.

Enamboscasosademsseproducenunasexcesivasproyeccionesobocazosapartirdelosbarrenos.

5. CUELES. CLCULOS Y ESQUEMASVamosacomentaracontinuacinalgunasfrmulasdeclculoparadiferentestiposdecueles:

Esprecisodarsecuentadequeestasfrmulas,bacosyclculos,noincluyenfactorescomotipoycalidadderoca,fisuracin,diaclasado,etc,queenmuchasocasionessonlosfactoresprimordialmentebsicosatenerencuenta.

Por tal motivo la aplicacin de lasmismas solo puede representar un valor de tanteo aproximativo, y lacorreccinhastaencajarlaoptimizacinesfuncindelaexperimentacin.

Alosfenmenosfsicosselostratadeencajarenmodelosmatemticos,peroesindiscutiblequeparaello,hayqueolvidarsedealgunosparmetros,bienpordesconocimientodelosmismos,bienporsimplificacinodifcilvaloracin.

Confrecuenciaseolvidaesto,yseconfaenlaveracidaddelafrmulaaultranzalocualsueletraermalasconsecuenciasprcticas.

Sieltcnicollegaaverenelclculolasolucinparatodotendralaexperienciaprcticaalgnvalor?

Portodoello,frmulasybacostienensuimportancia,siempreconlasdebidasreservas,yconconocimientodesualcance,perosinolvidartodoloquepuedeensearnoslaexperiencia,propiaoajena.

Porello,ytrasdecomentarenesteapartadofrmulasybacos,damosacontinuacinunaseriedeesquemasprcticos, de trabajos reales en rocas reales, que se han ejecutado o se vienen ejecutando con buenosresultados.


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5.1. Cueles de barrenos paralelos

Contemplaremos aqu el caso del disparo de unbarrenousando comocara libreotroprximoa ldescargado(figura7).

Sea: l = Kg/m.l. de explosivo en el barrenocargadoparaconseguirlarotura.

A = distancia del barreno vaco al barrenocargado, entre centros, expresado enmetros.

v=nguloindicadoenlafigura

=dimetrodelbarrenovacoenmetros.

SegnLangefors,ensutextoVoladuradeRocasadmite:

Delafigurasedesprendeque,A

senv2

= ,

conloque:

Un caso de aplicacin es el cuele Coromat disparando hacia un taladro central doble con las siguientescaractersticas:

=0.1m;esdecir,/2=0.05m

A=0.15m

Laconcentracindecargaprecisalserasegnnuestrafrmula:

Larealidades,queenestecasolaconcentracinlinealdeexplosivovieneaencontrarseentrelos600q/mlalos1000q/ml,esdecir,entre2,5y3,5veceslacalculada,

Esta frmula adems aparenta plantear el que aumentando la concentracin lineal de explosivo puedenreducirselosdimetrosdelostaladrosvacosoaumentarselasdistanciasalosmismos.Estonoestotalmentecierto.Muchosesquemasdecueleutilizandistanciascortasentrebarrenosparausarenelarranquecargassuavesqueevitenrobosdecargaaotrosbarrenos.

Podemosdecirquecomotnicageneral,cuandolosbarrenossedisparanhaciaunocentraldemayorcalibredebecumplirseque>2.5dsiendo:

()23

)2/(55.0

senv

Al

=

2

3

2

)2/(55.0

=

A

Al

mlKg

A

Al /2857.0

15.0

05.0

)05.015.0(55.0

2

)2/(55.0

2

3

2

3=

=

=


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:eldimetrodeltaladrovacoyd:eldimetrodeltaladrocargado

LadistanciaentrecentrospuedeserA1.5.

Estoplanteaunapiedraalosbarrenoscargadosdecueleigualaldimetrodeltaladrocentral.

Losbarrenosdecuelepodranircargadosdelasiguienteforma:

- Cartuchosen40mmx240mm- Pesoporcartucho(Goma2E-C)400grs.- Retacado=0,50m- Longituddecaaacargar=2.60m- Formadecarga=atacadosuave- Cartuchosporbarreno=8- Cargaporbarreno=3.2Kg- Concentracinlineal=3.2/3.11Kg/ml- Cargatotaldelcuele=3.2x4=12.8Kg- Volumenarrancadoporelcuele=(0,0703-0,0123)x2,8=0,1625Kg/m3

- Consumoespecficoencuele=19.69Kg/m3

Supuestaigualcargaparalosbarrenosdecontra-cuele(4,5,6,7)setendra:

- Volumenarrancadoencontra-cuele=0,1326m3

- Consumoespecficoencontra-cuele=24,13Kg/m3,mselevadoqueenelcuele

Podramosentoncesseguirdoscaminos,puespareceabsurdosobrecargaranmsel contra-cuelequeelcuele.

Uncaminoseraaumentarlapiedradelosbarrenosdelcontra-cueleyotrobajarsucarga.

En los barrenos de contra-cuele, la piedra a usarpuedeser igualalanchodelascaras libresdejadaspor el cuele, o como norma general, aumentar aldoblelapiedradelcuele,esdecir:

A2.

Analicemos el cuele de la figura 8, que podra serrepresentativo para una roca caliza donde se haperforadounbarrenocentralenaproximadamente5,siendolosbarrenosdedestrozade2.EstaformadeperforacinpodraserlahabitualejecutadaconunJumbodeperforacin.

Suponemos barras de 3,60 m. y una perforacinde 3,10 m., contando con 0,50 m. entre pica ycentralizador.

Si se suponeun rendimientoenavancedel90%, lapegaavanzaraaproximadamente2.80m.


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Entreambosesmssegurorebajarunpocolacargadel contra-cuele, antes que darmayores piedras alosbarrenosdelmismo.

Consideremos ahora la seccin arrancada por elbarreno0.Estaserelreadeltringulo0ABmenoslamitaddelreadeltaladrocentral:

42

1

2

2=

AS

4

0156.0

2

1

2

1875.0125.0

=S

20056.00061.00117.0 mS ==

Elreadeltaladrocentrales0,0123m2

ylarelacinentreambas,2.19

Esto querra decir que la roca arrancada por elbarreno0, esponjada un 100% podra salir a travsdeltaladrocentral.Estopodraexpresarsepor:

2

42

1

2

42

2

>

A;esdecir 2

4

2>

A

Esta condicin garantiza que la roca puede serexpulsada por el hueco que representa el taladroinicialabierto.

Haciendo: 24

2=

A

Tendramosque

A2

= (condicinbsicaque

podrarepresentarsesegnlafigura9).

Esta recta coincide con la AB de la figura 10, encambio lacondicinA=1.5nosdara larectaACaproximadamente de la figura 10, rebajando anmslazonadetrabajo.


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Veamos algunos tipos de cueles de barrenosparalelos:

CueleSarrois(figura11)

Este cuele utiliza un barreno central totalmentevaco. Contra l trabajan todos los barrenos, peroadems, por la disposicin de las cargas en ellos,todaslaspartesvacasdelascaasdelosbarrenosactantambincomobarrenosvacos.

Este es un cuelemuy usado en galera en roca enminasdecarbn,dondesueleestarestandarizado.Su perforacin es sencilla y puede ejecutarse conplantillaylacargaesfcilusando un atacador sencillo con marcas deposicionado de los barrenos. Los resultados sonexcelentes en general y las cargas operantes sonmuybajas.

Por ejemplo, para un avance de 2.40, perforacinconbarrenade38mm,enrocadura,podrausarsed=d=0,15-0,20m.

La longitud total de barreno de 2.40 nos dara 3partesde0,80m,quepodramoscargarconGomaen32mmx200mmcon3cartuchosporcargay0,20deretacado.

Deacuerdoconello:

- Cargatotaldelcuele=24cartuchos=5.16Kg- Volumenarrancado:0,4x0,4x2.4x0.9=0.345m3.- Consumoespecficoencuele:14.93Kg/m3(menorqueelcasodeunsolotaladro).

Pararocablanda,manteniendoelesquemasepodrausarGomaen26x400.Entonces:

- Cargatotaldelcuele=12cartuchos=3.420Kg- Consumoespecficoencuele:9,91Kg/m3.

CueleSueco(figura12):

Utilizaenestecaso3barrenosvacosyelrestoconcargatotal.Losbarrenos0trabajanpueshaciaambosladospor loqueesmuy importantesucentrado.Cuando la rocaesmuydurasueleutilizarseunavariableconsistenteenalargarladimensindelcuele.Entonceslafilacentralalternadebarrenoscargadosyvacosproduceunprecortequecreacaralibrealostiros1,quefrecuentementeseperforanacuados.


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CueleCoromat(figura13):

El taladro central vaco est formado por dosbarrenossolapados.Elmotivodehacerloasesparapoderusarensuperforacinbocasdenoexcesivotamao para el martillo. Adems, esa forma evitaelmovimientodelaplantillaalperforarlostirosdecuele(figura14).

La forma de trabajo de este cuele se indica en lafigura15.Esuncueledefcilperforacin,sobretodocon el empleo de plantilla y producemuy buenosresultados.

La figura 16 indica sus dimensiones normales pararocamediaconperforacindetaladroscentralesen=51mm,ybarrenosen38mm.

Encualquiercasopodramosenumeraraquungrannmerodecuelesconnombrepropio,conocidoporsuusocorriente.Perotodosellosresponderanaunmismoprincipio.

Comopodremosporlotantodecidircualeseltipomejordecuele?

Si hacemos esta pregunta a personas que han venido ejecutando trabajos en galera nos encontraramosrespuestasdetodotipoytotalmentedisparesytodasllevarancomofrasefinalunammefuemuybienenesteoaqueltrabajo.

Estoestotalmentecierto,peroestasaseveracionesestnbasadasenexperienciasconcretasquereunanunlugar,unaseccintipo,unosequiposdeperforaciny,nonosolvidemos,unoshombresqueseacostumbraronauntrabajosistemtico.

Porprincipioelmejorcueleserelqueconozcamosporhaberlousado,frentealaopinindelbarrenistaqueusotroodelencargadoqueentalocualobratrabajconotrodiferente.

Creemosqueel planteamientoahacersedebe ser razonablemente tcnico, empezandopor analizar cadasistemadecueleplanteado,encuantoa su formade trabajo se refiere, frentea la rocaquenosvamosaencontrarylosmediosdequedisponemos.

Muchas veces el mximo avance no es el factor determinante, si ste est limitado por caractersticasconstructivas.


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Elahorrodeexplosivoaprimeravistapareceimportante,perolosvolmenesderocaarrancadosporelcuelesonpequeos.

Paraunaseccindecuelede0,40x0,40m,pasardeunconsumode15Kg/m3a30Kg/m3supondra,parauntnelde1.000m,delongitudunconsumodeexplosivodobleenelcuele,peroeneltotaldelaobranosencontraremosconqueenelcuele,sehanconsumidoenelprimercaso2400Kg.deexplosivofrente4800Kg,enelsegundo,queaunamediade1,2/kgsignificaunacifrainferioralmediomillndepesetas.

Cifrasmuy superiores a sta pueden ser ahorradas con un adecuado encaje de ciclos o tan solo con unacorrectasupervisin.Todoslosfactoressonimportantes,perocreemostanimportantevalorarloscomonodesenfocarsuvalor.

Podemosadvertirunaspremisasparaunaseleccindeuncuele,ademsdeotrastcnicasposteriores.

1. Ejecutableconfacilidadconlosequiposdisponibles(evitarcambiosdebocasobarrenas)2. Conocidoy/oaceptadoporelpersonal3. Queconsigaunrendimientoaceptable

Esprcticamuycorrientedisearenelpapeluncuele(oesquemadevoladuracompleto),que,avecesnosepareceennadaalesquemaque luegose realizaenel tajo,por faltadesupervisin,noconsiguindoseentonces losresultadosdeseados.Entoncesempiezan loscambios,modificando,comoprimeramedida,elcueleycayendoenelmismodefectocomentado.

Aconsejamos comprobar que el cuele se realiza exactamente igual al proyectado, e incluso ensayarlodisparndoloaisladoytiroatiro,loquenospermitirelajustedecargasydistanciasentrebarrenos.

Ajustadas estas, cualquiermodificacinposterior deber serintroducidasoloencasosmuyespeciales. Por el sistema cclico del trabajo, ste debe sermuy sistemtico, consiguiendo de esta forma los mejoresrendimientosdelequipo,queeselpuntoclavedelaoperacinporexcelencia.

Encuelesparaleloshayquetenerencuentaquenoselogranlos mejores resultados con los explosivos ms potentes nilas cargasms elevadas. Recordemos que en rocas blandasy elsticas dan excelentes resultados los explosivos lentos.As por ejemplo, es corriente el uso deNagolita en interior,enminasdeyesososalespotsicasenavancesde7mts,engalera.

Lassobrecargaspuedenproducirellanzamientoysinterizacincontrael frenteopuestode la rocaarrancada,o la rotura contraotrosbarrenos cargados,que resultarncontra-producente,puesestafisuracinreducirsucapacidaddetrabajo(figura17).

As,unexcesodecargaenelbarreno0de lafigura17,queproduzcafisurasen losbarrenos4y2anexos,disminuirsucapacidaddetrabajo.

5.2. Cueles en cua

Enloscuelesencuautilizamosbsicamentecomocaralibreelfrentedelagalera.Deestamaneraperforamosbarrenosanguladosenelfrente,siemprequeelanchodelagaleralopermita.

Conestabaseexistenmuchasformasdecueleinclusoconcombinacionesconsistemasparalelos(cremallera)msomenossofisticados.


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Para este tipo de cueles cabe en principio fijar doscondiciones:

a) Queelngulodelosbarrenosconrespectoalejedeltnelseasuperiora30

30>

b) Que la piedra en el fondo expresada en m, nosea superior al 75% del dimetro de perforacinexpresadoenpulgadas

%75v (Verfigura18).

De esta forma el arranque en fondo queda garantizado.El esquemausadopuede ser cuadrado,usandoelmismoespaciamientoquepiedra,yencuantoal retacadousadoR,puedeutilizarsecomonormaelrealizarsedesdeelpuntodonde lanormal al taladroalcanzaraelmismovalorqueestalongitudderetacado.

Estos tiposdecuelesprecisandemenorescantidadesdeexplosivo que los anteriores, pero su forma de arranqueproduceunaselevadasproyeccionesporloquesonpocousadosdondeestopuederepresentarunproblemaparaentibacinolaboresauxiliares.

Lasvariedadesmsusualesdecuelesconestabaseson:

Cuele en abanico (figura 19):

Resulta especialmente complicado pues nosencontramos con barrenos de distinta longitud ydistintonguloqueademshandeserparalelosentresenlaseccin.

Tambinhande serdiferentes los retacadosdecadabarreno.

Por otro lado, para conseguir la cooperacin en elarranque entre barrenos, hemos de disparar losabanicos con igual nmerodedetonador; conello lacarga operante resulta elevada desde el punto devistadelasvibracionesproducidasporlavoladuraylafragmentacindelapegaademsnosueleserbuena.

Estecuelepuedehacersealpiso(figura20).


17

CueleBethune(figura23):

Esunacombinacindecuaconabanicoalpiso.Esuncueleespecialmentecomplicado.

Ademsdelacomplicacindelabanicotieneladobleangulacindelostaladros.

Elhechodeabanicaroacuarhaciapisoestratardequelaproyeccindelapegaserealicecontral,evitandolasproyeccionescontraelementosdeentibacin,tuberas,etc.

Lasfiguras24y25muestrandoscuelesenabanicousuales(porcortesadeHUNOSA)engaleraconavancesde1.50y2m.

Cuele en V o cuele en cua (figura 21):

Este cuelees similarenprincipioal anterior y su formadetrabajo es lamismaque la de apertura de una zanja en elfrentedeltnel.

Al igual que el anterior presenta similares inconvenientes,y considerar que los barrenos se encuentran en lneasverticalessobreelplanodelejedelagaleraespurateora.

Lascargasoperantesseduplican,puesesprecisorealizareldisparodedosendosfilassimultneamente.Elngulobasedel cuele,puedecerrarseenel contra-cuelepordebajodeesos30.

La figura 22 muestra otros dos cueles de este tipo msrealistas,quenopretendenunirlosbarrenosenunalnea.


18

Lafigura26muestratambinunesquemadecueleencuaconnguloencontra-cueletambinde30paralosbarrenosyde60enlacua.

Al igual que en los cueles paralelos podramos hablar de otros cueles con nombres distintos, pero todosestaranbasadosenelmismoprincipiodefuncionamiento.

6. DESTROZA

Unavezrealizadoelcueledispondramosenel frentedeunaaberturahacia lacual iramosdisparando losbarrenosdeladestroza.

En teoraesto seraunbanqueohaciaestehueco.Enunbanqueonormalelpisodeemboquilleeslahorizontalyahoraestepisoeselfrentedeltnel(figura27).

Enteorapodramosaceptarlosclculosdepiedrayespaciamientousadosparavoladurasacieloabiertoconlasrelaciones:

V=

E=1.25V

Noobstantehemosdehacernoslassiguientesconsideraciones:

-Ladestroza no suele ser una sola corona. Por regla general nosencontramoscon2omsde2.

- Elhuecoabiertoporelcuelenoesexactamenteigualaunfrentelibredeunbanco.Estodavaunhuecorelativamentepequeo.

- MientrasenlazonasuperiordelcueleB,lagravedadtrabajaanuestrofavorenelarranque,enlazonabajaA,hemosdeconsiderarqueestatrabajaencontranuestra.

- Losmediosdecargaytransporteeninteriorexigengranulometrasmsreducidasqueenexterior.

Todoellonosllevaapensarenunasobrecargadeestosbarrenos,estoes,aunfuerteincrementodelconsumoespecficodeexplosivo,queseconsigueconunadisminucindelosparmetrosEyV(reduccindeesquema),unadisminucindelretacado(aumentodecaacargada)yunmejoratacado,queaumenteladensidaddecargaenlosbarrenos.

Podemospensarporejemplo,compararunbarrenoenbancocon2,ycon tresmetrosdealtura, conunbarrenodedestrozaen2de3m.delongitud.

Item BanqueoDestroza Item BanqueoDestroza() 2.00 2.00 Hb(m) 3.003.00Lp(m) 3.60 3.00 Avance(m) 3.00 2.70Retacado(m) 1.00 0.50 Vmx(m) 2.00 1.40(0.7x2)C.Fondo(m) 1.60 1.50 Emx(m) 3.00 1.75(0.7x2x1.25)C.Columna(m) 1.00 1.00 Gradoret.Goma1.10 1.20

Item BanqueoDestroza Item BanqueoDestrozaP.Goma(Kg) 3.50 3.59 Grador.Amo.1.10 1.20P.Amonita(Kg) 1.39 1.59 C.Total(Kg) 4.89 5.18Vv(m3) 18.00 6.61 C.Esp(Kg/m3) 0.27 0.78


19

Vemos que el consumo especfico es mucho ms elevado por estos motivos. Adems como dijimos, lascondicionesgeomtricasdeltnelobliganavecesaincluirenlapegabarrenosadicionalesqueincrementanesteconsumo.

Porello,elsistemadefasesenuntnel(galera,destrozaslateralesybanqueoalpiso)suelereducircostosporconceptoexplosivo,frentealavoladuracompleta,aunqueincrementaotros.

Escostumbrehabitualcargartodoslosbarrenosconexplosivosgelatinososdealtapotencia,perolarealidades que en general puede aplicarse una carga selectiva, utilizando explosivosms econmicos, demenordensidad.

Posteriormenteseanexanalgunosesquemasdevoladuraentnelcompletos.

Enlasdestrozasentnelimperabahace15aosunatendencia,engrandessecciones,alempleodeelevadoscalibresdeperforacin,quedabanlugaragrandesesquemas(2-3).

Losproblemasdevibracionesylaaparicinenelmercadodelosnuevosequiposhidrulicoshamodificadoestosconceptostendindose.hoydaapequeosdimetrosdeperforacinconesquemasmsreducidos.

7. RECORTE

Voladaladestroza,nosquedaanporarrancarlacoronaderecorteyzapaterashastaconseguirlaseccindefinitiva(figura28).

Alavoladuradelostirosdeperfilselellamasiempreelrecorteaunquelaseparacinentrebarrenosseatangrandeenmuchasocasionesylacargatanelevada,queennadatengaqueverconlaacepcindelapalabra,peroen todos los casos, salvoexcepcionesporproblemasdevibraciones, todos losbarrenosR se suelendisparardeformainstantnea.

Noobstantesisedeseaobtenerelperfiltericosinsobre-excavacionesniresaltes,laaplicacinderecortepropiamentedicho,esprecisa(recordarpunto2.1.5).

Elrecorteserealizaengeneralconcargasdebajaconcentracinlineal,paraloqueseusancargasespaciadas,generalmentedispuestasencaasdeplsticorgidoocargaslinealescontinuas(cordonesdetonantes).

Tambinenestecasoseseleccionaelexplosivodeacuerdoconlacalidadderoca.

Siendolosdimetrosdeperforacinentnelcomprendidosnormalmenteentre36a51mm,lasconcentracioneslinealesdecargasuelenencontrarseentre100200g/m.l.,conespaciamientosentrebarrenosentre0,20y0,50m.Comopodemos ver, tales concentraciones suelen ser unpocomayoresque las usadas a cielo abierto,tambinporrazonesdefragmentacin.

Esdeusocorrientelosbarrenosguaenlascurvasmuypronunciadasongulos.

Losespaciamientossereducenparaconseguirlaseccintericacurvaynounapoligonal.

Lapiedraempleadaparaelesquemaderecortesueleserdelordende1a1.5veceselespaciamientoentrelostaladros.


20

8. ZAPATERASSonlosbarrenosdepiso,representadosporZenlafigura28.Enellossueleemplearse:

E=V=0.7d

EyVenmetrosydenpulgadas).Estetipodebarrenosseencuentranensusalidaconelpesodelescombrosobrelarocaaarrancaryporelloademsdecerrarelesquema(E=V)suelensersobrecargados,sinusarparaelloscargadecolumna.

Losextremossonllamadoszapaterasdeesquinaydisparadosconelltimoretardo.Estosbarrenossepinchanenelpisoparaevitarrepisyrebajesposterioresypoderregularizarelpisoentodocasoconrelleno.

Enocasioneslaszapaterasdeesquinapretendenabrircuneta.

9. ESQUEMASVistasporseparadocadaunadelasfasesdevoladuraparagalera,damosacontinuacinalgunosesquemasutilizadosendiferentesvoladuras.

Fig - 29,30,31

CuelesyesquemadevoladurausadosenlaautopistadePancorbo(cortesadeCAVOSA)envoladurasaseccincompleta;explosivoutilizadoGoma2E-Cen26mm.Avance3m.


21

Fig - 32,33,34, 35, 36, 37, 38, 39, 40

Esquemasutilizadosengalerasdeminadecarbn(cortesadeHUNOSA);cartuchosdeexplosivoen26x200mm.Enlafigura40,larocaespizarra.


22


23


24

Figuras 41, 42

Esquemasengalerasdesal.Avance3m.Cargadeexplosivoen26mm(Goma2E-C).


25

Figuras 44, 45

Esquemasengalerasdecalizacondiferenteposicindebarrenosysecuencias.

Figura 44:

- Explosivo:Goma2ECen26x200mm

- Longitudperforacin:1.60m

- Cuele:8barrenoscon2cartuchos

- Contra-cuele y destroza: 20 barrenos con 3cartuchos

- Recorte:14barrenoscon2.5cartuchos

- Zapateras:5barrenoscon4cartuchos.

Figura 45:

- Explosivo:Goma2ECen26x200mm

- Longitudperforacin:1.60m

- Cuele:8barrenoscon2cartuchos

- Contra-cuele y destroza: 19 barrenos con 3cartuchos

- Recorte:11barrenoscon2.5cartuchos

- Zapateras:5barrenoscon4cartuchos.


26

Figuras 46, 47

EstosesquemasindicancuelestipoSarrois.


27

10. TUNELES POR FASES. INTRODUCCION

Engrandesseccionesesmuycorrientelaejecucinporfases,estoes,norealizandolapegaaseccincompleta,sinoejecutandounagaleraprimera(ovarias)yrealizandoposteriormentelasdestrozaslateralesybanqueosalpiso.

Estos sistemas vienen siempre impuestos por un problema de sostenimiento, que origina un mtodoconstructivoespecial,o simplemente lanecesidaddeunconocimientopreviodel terreno,queobligaa la,construccindeunagaleradeavance,comosondeodereconocimiento,queprevealosposiblesproblemasquesurgirnenlaconstruccindeltnelprincipal.

Lasgalerasdeavancepuedenejecutarseenclave,centroobasedeltnelprincipal(figura48).

Encualquieradeloscasos,estagalerarepresentauncuelealolargodetodoeltnelyenlnosapoyaremosparalaexcavacinrestante,quepodrejecutarseenunaovariasetapas,enfuncindelsistemadeejecucinosostenimientoplanteado.

Dentrodeestasposiciones, laAes lamsusual, realizandoposteriormenteel restode laexcavacinen2etapas:IyIIdelafigura49.

EstaformadetrabajoeslausadaenelmtodoAustriacodeusomuycorrienteenconstruccindetnelesyporellocreemosquemerececonsiderarsobrellosproblemasquepresentalavoladura,dedicndoleuncaptuloaparte.


28

11. CONSIDERACIONES SOBRE VOLADURAS EN LA APLICACIN DEL MTODO AUSTRIACO.

11.1. Introduccin

ElMtodoAustriacohavenidoyvienesiendoutilizadocongranprofusinennuestropas, con frecuentexito,enlaexcavacindetneles.

Noobstante,enalgunasocasiones,laconsideracindeestesistemacomolasolucinatodotipodetnelhaproducidosituacionesproblemticasenmuchostrabajos.

Realmente,consideramosmuyacertadoeldefinirelmtodoaustriaconocomounsistemadeconstruccin,sinolaaplicacindeunafilosofaconstructiva,queporempleodeelementosdesostenimientoflexibles,ydeformarpida,conviertanlapropiarocadelaexcavacinenauto-portante.

Estoselementosdesostenimiento,puedenserensuaplicacincompleta:

- Gunitaderegularizacin- Pernos- Mallazo- Anclajes- Cerchas- Hormignproyectado.

Consideramosconocidasporellectorlascaractersticasdelsistema,porloquevemosinnecesariohaceraquunadescripcindelmismo,yaqueungrannmerodeautoreshanescritosobreestesistema,conmochamsautoridad,quelaquenosotrospodramostener.

Porlotantovamostansloarelacionarlosaspectosdelavoladuraconlafilosofadeestemtodo.Paraellonosbasaremosenlaspremisasfundamentalessiguientes:

1. Laexcavacinserealizageneralmenteporfases.2. Lasvoladurasdebendaarelmnimoposiblealarocaresidualencadaunadelasfases.

Basndonosenestaspremisas, analizaremoscadaunade las fasesdesdeelpuntodevistadeempleodeexplosivos.

11.2. Fases de ejecucin

Podemosconsiderarlaejecucinen5etapas,comolaformamscompleta.

As,setendra(figura50):

Fase1:Galeradeavance(Suponemossusituacinenclave)

Fases2y3:Ensanche.

Fase4:Banqueoalpiso

Fase5:Recortefinaldepiso

Analizaremosahoracadaunadelasfases.


29

11.2.1. Fase 1. Galera de avance:

La ejecucin de esta fase permite el reconocimiento delterreno atravesado, y en consecuencia la previsin de lascircunstancias especiales de sostenimiento precisas en laejecucinaseccincompletadelabveda(fases2y3).

Elsistemadearranquedeestaseccinmedianteelempleodeexplosivos,nosuelepresentarproblemasdedaadoalarocacircundanteaexcepcindelazonaenclave,dondedebeserejecutadoprecorte,almenosenunentornolimitadoporlossegmentosAB,siendoAB=10d,esdecir10veceseldimetrodeperforacinempleadoenlaperforacindelosbarrenosdelaseccin1(figura51).

Lalimitacindeestadistanciasebasaenlaconsideracindelalcancedelasfisurasradialesproducidasenunbarrenosdedimetrod,convenientementecargado(figura52).

Aunqueencadacasoparticularpuedeaumentarodisminuirestealcancedefisuras,elvalorinicialAB=10d,puedeconsiderarsecomotcnicamenteaceptableencualquierplanteamientoinicial.

Laejecucindeprecorteorecorteenelresto,delperfildelaseccin1,noentraryaenelcampodedaadodelarocadelabveda,sinoenunameraconsideracindelsostenimientodelaseccin1ycmconsecuencia,ladecisindeampliarlazonadeprecorteorecorteobedeceraestefactor.

11.2.2. Fases 2 y 3. Destrozas laterales:

Ejecutadalagaleradeavanceensutotalidado,enotroscasos,avanzadoestetajo1conrespectoalos2y3,seinicialaexcavacindeestosenformaconjuntaodesfasada(figura53).

Esteavanceserealizageneralmenteconelmismoequipodeperforacin(Jumbo)usadoparalagaleradeavance1, y se ejecutan las voladuras mediante disposicin debarrenoshorizontales,consalidahaciaelhuecocentraldelagaleradeavance.

Estasalidaconcaralibredelosbarrenosdedestrozalateral permite la ejecucin de voladuras sencillas, conbajoniveldevibracin.

Engeneralelavanceesfuncindelacalidaddelterrenoysueleestarcomprendidoentre2y4m.porvoladura,puesaunquenosencontremoscon rocasquepermitanavancesmayoresesnormalquelosequiposdeperforacinestandares tengan las deslizaderas adaptadas paramximalongituddevarillaje(4.20metros)Considerandounciclodeavanceendestrozapodemosdefinirlassiguientesoperacionesgenerales:


30

1. Perforacin2. Voladura3. Retiradadeescombros4. Gunitadoderegularizacindelazonarecinexcavada5. Aplicacindelsostenimientodefinitivoalaseccinanterior

(mallazo, empernado, cerchas, anclajes, hormignproyectado).

Lafigura54muestralasdiferentesetapas.Enellapodemosobservarqueelfrentedevoladuraseencuentrasiempreaunadistanciadelsostenimientodefinitivoigualalavancedelavoladura.

Lavoladuraenlasfases2y3descubreelperfildefinitivodelarocadelabvedadeltnel.

Elloconllevaalasconsideracionessiguientes:

A. Deberusarseunatcnicadevoladuraquenodaeesarocaresidual,entrandoaquclaramentelaaplicacindelrecorte.(Noprecortequepodradesprendereltotaldelmacizo).

B. Laaplicacindelavoladuraconrecortepermitedisminuirelvolumendelagunitaderegularizacin.

C. Asuvezestoconllevaaunamsrpidayeficazcolocacindelsostenimientodefinitivo,conmenorcosto,alpoderdisminuirladensidaddebulones,ampliarladistanciaentrecerchas,ajustarelmallazoalabvedalisaynotenerquerellenarhuecosconelhormign,proyectado.

Detodoellosacamoslaconclusindequeestaexcavacindeberealizarserecortandoloshastiales.

Estasvoladurascomienzanapreocuparalapropiedaddesdeelpuntodevistadeproduccindevibracionessobrelabvedayacreada.

Hemospuesdetenerencuenta:

A. Lavoladuraprincipaldearranquedeberdisearseendimetrodeperforacin,avances,cargasysecuencias,deformaquelasvibracionesproducidasporlasmismasnodaenalabvedayacreada.

B. Estasvibracionesyelpropio recortenohandedaar tampocoa lanueva superficie creadaen lapropiavoladura.

Elclculodelavoladuraprincipaldebecumplirporlotanto,lassiguientescondiciones:

1. Laseparacindelaltimacoronadelosbarrenosdedestrozaalosderecorte(lneafinal)debeseralmenosiguala10d,paraevitarfisurasradialesquealcancenlabveda;drepresentaeldimetrodeperforacin(figura55);esdecir,lapiedradelosbarrenosderecortedebeseralmenos10 veces el valor del dimetro de perforacin deestosbarrenosdedestroza.

2. El nivel de vibracin generado por esta voladuradearranquequenodebesuperarsobrelabvedaexistente, el valor crtico de rotura de la roca,debiendocumplirse:


31

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tv vv

< G

vv tv

b. folleto volduras internas.pdf

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