segundo cuestionario (final )
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA
Escuela Acadmico Profesional De Ingeniera Civil
CUESIONARIO N 02
1. Cmo inte!iene "#$ %##%te&$ti%#$ 'eo"'i%#$ (e "o$ e$t#to$ o%o$o$ en"# !o"#()#*
Segn (Correa, 2009), en el diseo de voladuras, las caractersticas fsicas,qumicas y mecnicas de las rocas, (entre otras de sus roiedades) as como laestratigrafa y los rasgos estructurales del maci!o rocoso, "uegan un ael imortanteues determinan la geometra de la voladura#
$roiedades fsicas y mecnicas de las rocas
%l anlisis que se resenta a continuaci&n es un resumen e'trado del manual
de erforaci&n y voladuras de rocas# as roiedades fsicas y mecnicas ms
imortantes de las rocas que influyen sore el uen diseo de una voladura, son*
a densidad%n general, las rocas de a"a densidad se deforman y romen con
facilidad, requiriendo un factor de energa relativamente a"o, en tanto que
las rocas ms densas demandan de una mayor cantidad de energa ara
lograr una fragmentaci&n satisfactoria, as como un uen desla!amiento y
eson"amiento del material volado# %n rocas con alta densidad, ara que el
emu"e imartido or los gases sea el adecuado, deen tomrselas
siguientes recauciones* aumentar el dimetro de erforaci&n ara elevar
de esta manera la resi&n de arreno, reducir el esquema y modificar la
secuencia de encendido, me"orar la efectividad del retaque con la finalidad
de aumentar el tiemo de actuaci&n delos gases y oligarlos a
que escaen or el frente lire y no or el mismo arreno yutili!ar e'losivos con una alta energa de emu"e# %ste armetro es qui!
el ms utili!ado en las e'resiones que ermiten determinar armetros
geom+tricos tales como el urden, ero tami+n en la determinaci&n de la
imedancia
as resistencias estticas
as resistencias estticas a la comresi&n y a la tracci&n, se
utili!an como armetros indicativos de la atitud de la roca a la
voladura# e esta forma, defini& el ndice de volailidad, como la relaci&n
resistencia a la comresi&n -resistencia a la tracci&n, de modo que un
mayor valor de esta relaci&n estara asociado con una mayor facilidad ara
fragmentar la roca# Conviene igualmente determinar las resistencias a la
comresi&n tria'ial estticas ara tener una idea del incremento de
esfuer!o de la roca roducto de dic.o confinamiento# %stos armetros
ingresan en un sinnmero de formulaciones asociadas con el consumo de
aceros de erforaci&n y con el consumo esecfico, entre otros de los
armetros ms imortantes de la voladura# (Correa, 2009)
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Fi'. 1.1.Curvas %sfuer!o de comresi&n a'ial / eformaci&n unitaria a'ial / eformaci&n unitaria diametral /eformaci&n unitaria volum+trica
Re$i$ten%i#$ (inmi%#$%l tratamiento racional de los rolemas reales oliga a considerar
las resistencias dinmicas# as resistencias de las rocas aumentan con la
velocidad de carga udiendo llegar en algunos casos a alcan!ar valores
entre y 1 veces sueriores a las estticas# %s or ello que uede ser
astante conveniente, determinar en el laoratorio las resistencias al
imacto, (a fin de determinar, or e"emlo, el ndice de imacto, relaci&n
traa"o esecfico de imacto a resistencia a la comresi&n simle) a fin de
seleccionar e'losivos que desarrollen en las aredes del arreno,esfuer!os inferiores o iguales a la resistencia a la comresi&n dinmica de
la roca o rovocar una variaci&n en la curva $resi&n/3iemo, mediante el
desacolamiento de la carga dentro del arreno#
T#,"# 1#1 Comaraci&n de algunas roiedades dinmicas y estticas de algunos tios de rocas
Ensayos dinmicos Mrmol
Arenisca A
Arenisca B
Granito
elocidad de a!licaci"ndel esfuer#o$
kg /cm2
/seg
1.7x106
1.4x106
1.5x 106
1.5x 10
Esfuer#o de rotura$
kg /c m2
215 220 190 170
Deformaci"n en la falla$d$ micras
490 610 460 630
E$ kg /c m2
51x 104
64x104
40x104
30x10
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Ensayos estticos Mrmol
Arenisca A
Arenisca B
Granito
elocidad de a!licaci"ndel esfuer#o$
kg /cm2
/seg
1.1 1.8 0.5 2.2
Esfuer#o de rotura$
kg /c m2
53 80 29 53
Deformaci"n en la falla$d$ micras
145 410 370 510
E$ kg /c m2
47 x 104
19x 104
10x104
12x 10
as anteriores consideraciones onen de manifiesto la necesidad de
.acer intervenir en los clculos ara voladura el efecto de las roiedades
dinmicas en lugar de las estticas, en diseos de voladura# Segn esto,
entonces, la recomendaci&n es, en rinciio, tomar un valor de or lo
menos veces la resistencia a la comresi&n simle como su equivalente
en resistencia a la comresi&n simle dinmica, en tanto que su m&dulo de
deformaci&n, udiera ser del orden de 2 veces el corresondiente
al m&dulo en comresi&n simle# Con estas consideraciones, uede
entrarse a.ora a deducir la tenacidad y la resiliencia dinmicas,
fundamentales ara el clculo energ+tico de las voladuras#
L# +oo$i(#(Se trata de la orosidad intergranular, rimaria o de formaci&n, cuyadistriuci&n en el maci!o udiera considerarse uniforme y que genera
efectos como la atenuaci&n de la energa de la onda de c.oque y
la reducci&n de la resistencia dinmica a la comresi&n y,
consecuentemente, un incremento de la trituraci&n y orcenta"e de finos# %l
traa"o de fragmentaci&n en rocas muy orosas, se reali!a, casi en su
totalidad, or la energa de emu"e, lo que oliga a utili!ar e'losivos con
una elevada energa de emu"e, sacrificando la energa de tensi&n,
mediante el desacolamiento de las cargas ya retener los gases de las
voladuras a alta resi&n con un adecuado dimensionamiento dela longitud
y tio de retaque# (4o.anty, 1995)
L# C#+#%i(#( (e Amoti')#%in E$+e%&i%#.$uesto que las rocas no constituyen un medio elstico, arte de la
energa de la onda de tensi&n que se roaga a trav+s de +l, se convierte
en calor deido a la Caacidad de 6mortiguaci&n %secfica, C6%, la cual
determina la disoniilidad de las rocas ara atenuar la onda de tensi&n
generada or la detonaci&n# %ste armetro vara de un tio de roca a otro,
tomando valores de 0,02 a0,05 ara los granitos, .asta 0,07 a 0, ara las
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areniscas8 esto es, aumenta con la orosidad, ermeailidad, diaclasas,
contenido de .umedad y, or suuesto, con los esesores y el grado de
alteraci&n deido a la meteori!aci&n# a fracturaci&n deida a la onda de
tensi&n, aumenta conforme disminuye C6%# 6s, or e"emlo, los
.idrogeles son ms efectivos en formaciones duras y cristalinas que enmateriales landos y descomuestos8 en estos ltimos es ms adecuado el
6:; a esar de su menor energa de tensi&n#
L# %on()%ti!i(#(:ugas o derivaciones de corriente ueden resentarse cuando los
detonadores se colocan dentro de arrenos en rocas de ciertaconductividad, como los sulfuros comle"os o las magnetitas, yesencialmente cuando las rocas son arasivas y e'iste agua en el entornode la ega#
L# !e"o%i(#( (e "# on(# "on'it)(in#"a velocidad de la onda longitudinal es la velocidad a la cual la roca
transmitir las ondas de comresi&n* mientras ms densa y .omog+nea
sea la roca, ms eficientemente se roagarn las ondas# a velocidad de
detonaci&n del e'losivo requerido, se determina mediante las
caractersticas de roagaci&n de las ondas en la roca, estando en una
relaci&n directa# %ste armetro es vital en el uen mane"o de una
voladura, ues determina no s&lo la imedancia del terreno sino tami+n,
es un armetro que ermite determinar la viraci&n que roducir el
e'losivo en el terreno#
E" m()"o (e e"#$ti%i(#(
%s la medida de la rigide! de la roca8 esto es, la medida de lacaacidad que tiene la roca a contrarrestar o resistir la deformaci&n#
4ientras mayor sea este m&dulo, mayor oosici&n resentar la roca ara
ser fracturada#
L# e"#%in (e oi$$on4ide el grado en el que un material dilata o comrime su rea de
secci&n transversal erendicular al esfuer!o# a relaci&n de $oisson no
tiene ninguna influencia en la determinaci&n de las caractersticas de la
voladura de las rocas e'ceto que una relaci&n menor est asociada con la
mayor roensi&n de la roca al refracturaminento (reslitting)#
E" &n(i%e (e e+#n$inSe refiere al aumento de volumen que ocuara un metro cico de
roca en anco, al ser volado# eende de la granulometra y de su grado
de acomodaci&n# as anteriores, y otras roiedades de las rocas
influencian tanto la erforaci&n como la voladura, lo cual es ien conocido
or los e'ertos en e'losivos, ms lo que se ercie astante claramente
es que aun as se ignoran, lo cual uede dar lugar a voladuras menos
eficientes#
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D)e-# 3 +enet#%ina fracturaci&n eficiente y econ&mica del material rocoso, se rige en
gran arte or la alicaci&n e'itosa de taladros erforadores, ya sean
de ercusi&n o rotaci&n# 6 causa delas muc.as variales involucradas, estetema .a sido algo difcil de interretar, or la diversidad de reglas que
sugieren la cantidad de energa que dee utili!arse ara erforar cualquier
anco de roca en articular# as llamadas
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Fi'. 1.2. %squema de erforaci&n en un maci!o .eterog+neo#
Fi'. 1.4.$erfil de terreno mostrando una estratigrafa astante inclinada y diferentes esesores de anco#Su&ngase que el o"etivo sea eneficiar el anco oscuro#
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Fi'. 1.5.%n este caso, el anco a eneficiar es el que se encuentra dea"o del estrato oscuro#
Aasgos estructurales
Segn (4o.anty, 1995) a caracterstica ms imortante de todos los
maci!os rocosos es la resencia de discontinuidades8 en efecto, todas las rocas
en la naturale!a, as como todos los maci!os rocosos, oseen algn grado de
discontinuidad, microfisuras, macrofisuras, cavidades, etc# que influyen de manera
decisiva en las roiedades fsicas y mecnicas de las rocas y los maci!os, y, or
consiguiente, en los resultados de las voladuras# as suerficies de discontinuidad
en el maci!o ueden ser de distintas clases* estratificaci&n, laminaci&n, foliaci&n
rimaria, esquistosidad, i!arrosidad, fracturas, "untas, etc# ic.as
discontinuidades ueden estar aiertas, cerradas o rellenas, y or ende, e'.iir
diferentes grados de transmisi&n de la energa del e'losivo# os laios de estas
discontinuidades reresentan suerficies lanas en donde se refle"an las ondas de
c.oque atenuando y disiando la energa roducida or el e'losivo# a
fragmentaci&n est influenciada or el esaciamiento entre arrenos,
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ngulos agudos y roduciendo grandes loques en las !onas con ngulos
otusos# $ara evitar estos inconvenientes, que influyen muc.as veces en la
transmisi&n de imortantes viraciones al terreno, las cargas de e'losivo deen
colocarse referentemente "unto a !onas con ngulos otusos y el esaciamiento
entre arrenos dee ser aralelo a las direcciones de los lanos de fractura#6dems de estos rocedimientos, se recomienda una rerogramaci&n de las
secuencias de encendido delas cargas, con la finalidad de crear la m'ima
suerficie lire desu+s de cada detonaci&n, circunstancia que deende de la
geometra de fracturaci&n del maci!o rocoso# Cuando es osile modificar el
dimetro de los arrenos, conviene utili!ar dimetros ms equeos al interior de
!onas ms fracturadas, ara controlar me"or la fragmentaci&n y los imactos
amientales resultantes# as discontinuidades en el maci!o rocoso tienen gran
influencia sore el diseo y e"ecuci&n de las voladuras ya que ueden utili!arse
como un indicativo reliminar de la fragmentaci&n* el esaciamiento entre
discontinuidades, uede* a/ ;ligar a un esaciamiento menor entre arrenos con
el fin de minimi!ar sus efectos adversos en la fragmentaci&n de la roca# / Aeducirlos requerimientos de energa del e'losivo ara una uena
fragmentaci&n# c/ $ermitir el emleo de e'losivos con alta roducci&n de gases
como el 6nfo, ara roducir el desla!amiento del material durante la voladura# d/
%stalecer como clave de la fragmentaci&n y el control estructural, la orientaci&n
del frente de e'lotaci&n resecto a la orientaci&n de las discontinuidades#
Fi'. 1.6.%saciamiento reducido entre arrenos en maci!os fracturados ara una alta fragmentaci&n#
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Fi'. 1.7.%saciamiento amlio entre arrenos en maci!os fracturados ara una a"a fragmentaci&n#
Fi'. 1.8.:amilia de discontinuidades formando ngulos resecto de la cara lire#
Fi'. 1.9.:amilia de discontinuidades aralela a la cara lire#
ESTUDIO DEL MACI:O ROCOSO
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%s muy conveniente conceir el maci!o rocoso en t+rminos de la
distriuci&n de tamao de loques, de la misma forma que se estudia el suelo
desde el unto de vista de su granulometra, uesto que las caractersticas de
fragmentaci&n natural de aqu+l y el tamao de los loques resultantes, son de vital
imortancia frente a la definici&n de la direcci&n del frente de corte, sucomortamiento en la trituraci&n y molienda, li'iviaci&n, e'cavailidad, erforaci&n
y voladura, as como sus efectos sore la resistencia del maci!o y su estailidad#
DISE;O DE VOLADURAS ATENDIENDO AL CONTROL GEOESTRUCTURAL
%l correcto diseo de una voladura dee atender no s&lo la geometra de la
malla, las caractersticas de los e'losivos, y la resistencia de la roca intacta, sino
que adems dee incluir como armetro fundamental, el control geoestructural
(orientaci&n relativa del frente y direcci&n de salida de la voladura resecto a la
actitud de las discontinuidades ms imortantes) que los diferentes tios de
discontinuidad imonen al maci!o rocoso# 6 continuaci&n se resenta un resumen
grfico del control que imone la orientaci&n de los estratos# 3oda diaclasa secaracteri!a or la inclinaci&n y la direcci&n8 adicionalmente, todo corte, sea vial o
de roducci&n de material de cantera, se caracteri!a igualmente or su direcci&n e
inclinaci&n# Si ien es cierto que estos ltimos son fcilmente modificales a
criterio del diseador, las diaclasas son intrnsecas y or tanto inmodificales8 de
acuerdo con lo anterior, tanto ara el anlisis de estailidad de cortes, como ara
la me"or roducci&n de los materiales de cantera, deen tenerse en cuenta estos
cuatro armetros#
2. G#i/)e (i$e
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al erfil del terreno, denominndoseles or ello
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Fi'. 2.1. Cortes ara media ladera
,. Fom#%in (e t#")(e$ o%o$o$ %on (i&%i" e$t#tii%#%in
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Fi'. 2.2. 3aludes con estratificaci&n difcil
%. Vo"#()# +## %#n#"e$
Fi'. 2.4.%'cavaci&n de canales y rofundi!aci&n deisos con voladuras
(. Vo"#()# +## %#nte#$
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Fi'. 2.5.Doladuras ara colaso de canteras
e. Vo"#()# +## ##n/)e en )n t=ne"
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Fi'. 2.6. %squema de arranque de voladura
Fi'. 2.7. Doladura ara tnel#. Vo"#()# +## #%on(i%ion#miento (e )n teeno +## )n# ),#ni-#%in
3 -on#$ (e +#/)e
4. >#'# )n "i$t#(o (e e+"o$i!o$ /)e $e )ti"i-#n en "# #%t)#"i(#( +##?#%e !o"#()#$@ (on(e in(i/)e e" nom,e (e" e+"o$i!o@ %om+o$i%in/)&mi%#@ $) +oten%i# e+"o$i!# 3 e" +e"i'o (e $) m#ni+)"#%in.
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Segn el autor (&e!, 199E) los e'losivos industriales de uso civil se dividen
a su ve! en dos grandes gruos, que en orden de imortancia or nivel
de consumo y no de aarici&n en el mercado son*
A. A'ente$ E+"o$i!o$%stas me!clas no llevan, salvo algn caso, ingredientesintrnsecamente e'losivos# os rinciales son*
6nfo
Fi'. 4.1.Sacos de 2 Filogramos conteniendo 6:;#
Se utili!a amliamente en las voladuras de suelos rocosos de tio medio a
lando
- omre del e'losivo* 6:; o 6:;, del ingl+s* 6mmoniumitrate / :uel ;il#
3N H4N O3+C H2 3N2+7H2O+CO2
- Comosici&n qumica* 4e!cla de nitrato de amonio y un
comustile derivado del etr&leo,
desde gasolinas a aceites de motor#- $otencia e'losiva* %'losivo de alto orden- $eligro de su maniulaci&n* Son ms t&'icos que las dinamitas y
emulsiones, orque generan mayor roorci&n de &'idos de
nitr&geno#
6lanfo
%l 6lanfo tiene las mismas caractersticas que el 6:; solo que a este
se le aade 6luminio ara mayor fragmentaci&n de la roca#
- omre del e'losivo* 6lanfo- Comosici&n qumica* 4e!cla de nitrato de amonio y un
comustile derivado del etr&leo,
desde gasolinas a aceites de motor aadido olvo de aluminio#2Al+N H
4N O
3 N
2+2H
2+Al
2O
3+2300cal/ g
- $otencia e'losiva*Dariedad de 6:; an ms otente#
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- $eligro de su maniulaci&n* %n estos agentes e'losivos, la ure!a
no es tan crtica como en los .idrogeles, ya que no es de temer la
acci&n galvnica roducida or los camios de G#
Gidrogeles
Fi'. 4.2.6lto e'losivo de .idrogel, sensile al fulminante o# 5#
- omre del e'losivo* Gidrogel- Comosici&n qumica* Soluciones acuosas saturadas de 6, a
menudo con otros o'idantes como el nitrato de sodio y-o el de
calcio, en las que se encuentran disersos los comustiles,
sensiili!antes, agentes esesantes y gelatini!antes que evitan la
segregaci&n de los roductos s&lidos#- $otencia e'losiva*a otencia es equivalente o suerior a la de
los e'losivos convencionales, udiendo a"ustarse en funci&n de laformulaci&n del .idrogel# as energas desarrolladas oscilan ##- en
el rango de las 700 a las 1#00 cal-g- $eligro de su maniulaci&n* Ha que en su comosici&n no se
utili!an sensiili!antes intrnsecamente e'losivos, oseen una
seguridad muy alta tanto en su faricaci&n como en su I/
maniulaci&n# 6 esar de esto, resentan una atitud a la
detonaci&n muy uena que .acen que algunos .idrogeles uedan
emlearse en calires muy equeos e iniciarse con detonadores
convencionales.
%mulsiones
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Fi'. 4.4.os e'losivos %4J% son %mulsiones en lmina lstica, tienee'celente resistencia al agua, lo que ermite su alicaci&n en taladros totalmente inundados#
- omre del e'losivo* %mulsiones- Comosici&n qumica* itrato am&nico K gas oil#- $otencia e'losiva* 4enor sensiilidad que las dinamitas y las
emulsiones e .idrogeles#- $eligro de su maniulaci&n* 6lterailidad or las a"as
temeraturas, la contaminaci&n durante la carga si se utili!a a
granel, el tiemo de almacenamiento y los erodos rolongados
de transorte#
6nfo $esado
Fi'. 4.5.6nfo $esado
- omre del e'losivo* 6nfo $esado- Comosici&n qumica* itrato de amonio (L#EM), itrato de calcio
(#LM), 6gua (1M), $etr&leo (10#LM), %mulsificador (2M)
3Ca (N O3 )+5C H23CaCO3+2C O2+3N2+5H2O
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- $otencia e'losiva* 4e"ores caractersticas de sensiilidad- $eligro de su maniulaci&n* %l aluminio incrementa la energa total
roducida, la otencia relativa en volumen, la temeratura y la
resi&n de detonaci&n# a reacci&n del aluminio durante la
detonaci&n da lugar a la formaci&n de &'idos s&lidos y noroductos gaseosos#
. E+"o$i!o$ Con!en%ion#"e$$recisan ara su faricaci&n de sustancias intrnsecamente e'losivas
que actan como sensiili!adores de las me!clas# os ms conocidos son*
Gelatinosos
Fi'. 4.6.%stos e'losivos llevan en su constituci&n, como agente desencadenante,nitroglicerina# %sta sustancia le da una consistencia gelatinosa#
- omre del e'losivo* %'losivos gelatinosos- Comosici&n qumica* %sa gelatina e'losiva formada or el 92M
de itroglicerina y el LM de itrocelulosa tena un alance de
o'geno nulo y desarrollaa una energa incluso suerior que la
itroglicerina ura#- $otencia e'losiva*$otencias elevadas#- $eligro de su maniulaci&n* Aiesgo de accidentes en la faricaci&n
y transorte# Sensiles a estmulos sus&nicos y or consiguiente
elevado eligro si la maquinaria golea o imacta con restos de
e'losivo# $roduce dolores de cae!a, ues la > dilata los vasos
sanguneos# Aeducida fle'iilidad ara la utili!aci&n en condiciones
amientales e'tremas# %levados costes de faricaci&n#
$ulverulentos
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:ig# N * %'losivos $ulverulentos
- omre del e'losivo* %'losivos ulverulentos- Comosici&n qumica* adems de nitroglicerina en su comosici&n
como desencadenante llevan otros roductos como la trilita, caso
de la ligamita#- $otencia e'losiva*$otencias inferiores a las de los gelatinosos#- $eligro de su maniulaci&n* 4uy oco resistencia al agua#
e Seguridad
Fi'. 4.7.%'losivos de Seguridad
- omre del e'losivo* %'losivos de Seguridad
- Comosici&n qumica* NaN O3+N H4 ClNaCl+N H4N O3
- $otencia e'losiva* $otencia media o a"a- $eligro de su maniulaci&n* %stos e'losivos llevan en la
comosici&n una sustancia que atena los efectos de la detonaci&n
evitando el riesgo de que se rodu!can e'losiones en la atm&sfera
eligrosa# os e'losivos de seguridad ms usados son*
a) %'losivo de seguridad nB 0 SA# 3ienen una mala
Geo"o' A+"i%#(# _ DR. ING.Gi",eto C)-#(oV$/)e-
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resistencia al agua y suelen usarse ara voladuras en rocas
landas#
) %'losivo de seguridad nB 20 SA# Su resistencia al agua es
mala y se usan fundamentalmente ara voladuras en car&n#
c) %'losivo de seguridad nB 12# Su resistencia al agua estami+n mala, se usan ara voladuras en rocas landas y en
car&n#
d) %'losivo de seguridad nB 9# %s el e'losivo ms usado en
la minera asturiana, su resistencia al agua es e'celente y se usa
ara voladuras en rocas duras y en car&n# Se uede usar en
arrenos con agua#
5. L#$ +eo#%ione$ %"#$e$ 3 $)$ o,Beti!o$
ERFORACIONES
Segn (Castilla >ome!, 201) la erforaci&n es una t+cnica alicale a lae'tracci&n de roca en terrenos cometentes, donde los medios mecnicos no son
alicales de una manera rentale# 6s, artiendo de esta definici&n, este m+todo es
alicale a cualquier m+todo de e'lotaci&n, ien en minera, ien en ora civil, donde
sea necesario un movimiento de tierras# a t+cnica de erforaci&n y voladura se asa en
la e"ecuci&n de erforaciones en la roca, donde osteriormente se colocarn e'losivos
que, mediante su detonaci&n, transmiten la energa necesaria ara la fragmentaci&n del
maci!o rocoso a e'lotar
$ara (&e!, 1999) la erforaci&n dentro del camo de las voladuras es lo rimero
que se reali!a y tiene como finalidad arir unos .uecos, con la distriuci&n geom+trica
adecuada dentro de los maci!os#
Segn (Castilla >ome!, 201) afirma que e'iste una relaci&n intrnseca entre la
erforaci&n y la voladura, ya que uede afirmarse categ&ricamente que
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rocas landas# 6s mismo (Castilla >ome!, 201) afirma que vienen a ser todas aquellas
formas de erforaci&n en las que la fragmentaci&n de la roca se roduce sicamente or
comresi&n, corte o or la acci&n cominada de amos# Jn emu"e sore el til de
erforaci&n que suere la resistencia a la comresi&n de la roca y un ar de giro que
origine su corte or ci!alladura, son las dos acciones sicas que definen la erforaci&nrotativa (ver Fi'. 5.1)
Fi'. 5.1.$erforaci&n rotativa
ERFORACION ROTOERCUTIVA%ste sistema comina los rinciios de la rotaci&n y la ercusi&n#
Segn (&e!, 1999) son los ms utili!ados en casi todos los tios de rocas, tanto
as el martillo se sita en la cae!a como en el fondo del arreno, as mismo (6uge, 200)
sostiene que a mayor venta"a de este sistema es la raide! con que avan!a en roca y en
terrenos formados or rodados de gran tamao#as desventa"as son*O Aequiere grandes y costosos comresores#O %l muestreo litol&gico es muy oco reresentativo#O Su alcance est limitado or la columna de agua dentro del o!o
%n rinciio la erforaci&n de estos equios se asa en el imacto de una ie!a de
acaro que golea aun til que a su ve! transmite energa al fondo del arreno or mediode un elemento final# os equios de rotoercusion se clasifican en dos grandes gruos
segn se encuentre colocado el martillo* martillo en fondo y martillo en cae!a# (ver Fi'.
5.2) (&e!, 1999)
Geo"o' A+"i%#(# _ DR. ING.Gi",eto C)-#(oV$/)e-
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Fi'. 5.2.$erforaci&n rotoercutiva
ERFORACION ERCUSIVA
Segn (Castilla >ome!, 201) esta denominaci&n engloa todas aquellas formas
de erforaci&n en las que la fragmentaci&n de la roca se roduce sicamente or
imacto de un til de filo ms o menos agu!ado sore la misma#
os sistemas de ercusi&n simle son todava utili!ados en algunos equios vie"os
de erforaci&n de o!os de agua (erforadoras de cale), que sicamente consisten en
un tr+ano en forma de cuc.illa con el filo inferior ms o menos agu!ado y que,susendido de un cale, se de"a caer sore el fondo del o!o# %n +ste fondo se retiran
eri&dicamente los fragmentos roducidos mediante un til esecial (cuc.ara) que los
recoge "unto con una cierta cantidad de agua que se aade ara facilitar la oeraci&n#
%ste sistema se encuentra en la actualidad totalmente osoleto# (ver Fi'. 5.4)
Fi'. 5.4.$erforaci&n ercusiva
6. eo#%ione$ %on (i#m#ntin#$. C"#$e$ (e (i#m#ntin#$. Com+o$i%in (e"#$ (i#m#ntin#$@ U$o$ (e "# (i#m#ntin# en )n%in (e "# ()e-# (e o%#@Lo$ "o(o$ (e +eo#%in@ )n%ione$ 3 %om+o$i%in (e "o$ "o(o$@
Geo"o' A+"i%#(# _ DR. ING.Gi",eto C)-#(oV$/)e-
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Vi$%o$i(#( (e "o(o.
eo#%in %on (i#m#ntin#
Segn (6revalo ;rti!, 1992) la erforaci&n diamantina, que en scorresonde a las erforaciones de tio rotatorio, recien tal designaci&n deido a
que ara la .oradaci&n de la roca emlea coronas (rocas de secci&n anular) de
acero con diamantes industriales integrados a una matri! de caruro de tungsteno
Segn (Aal, 2007) una erforaci&n diamantina se asa en otener arras
comactas de roca de forma cilndrica, con una erforadora diamantina# a
erforadora accionada or un motor di+sel, genera la energa de rotaci&n y la
resi&n de emu"e vertical (.acia aa"o) a la arra de erforaci&n# %sta arra en
un tuo de acero diamantado altamente resistente a la arasi&n, corta la roca y las
estructuras minerali!adas, oteni+ndose material de forma cilndrica comactan
similar a las arras
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T#,"# 6.1.Segn (>&me!, 201E) solo tenemos dos tios de diamantinas#
TIOS DE DIAMANTINASCARACTERISTICA DIAMEC U7 DIAMEC U9
C#+#%i(#( (e +o)n(i(#( 950 m 2000 mVe"o%i(#( M# 1L00 rm 1200 rm
A"t)# 1E70 mm 1ELL mmLon'it)( E10 mm 00 mm
e$o 100 Fg 200 FgLon'it)( (e #!#n%e L0 m 1L00 m
An%?)# 90 cm 1152 cm
Lo$ )$o$ (e "# (i#m#ntin# $e'=n $) ()e-# (e "# o%# "# +o(emo$ %"#$ii%# %omo
T#,"# 6.2.Jso de las diamantinas segn la dure!a de las rocas
T#,"# 6.4.H segn la corona diamantina la clasificamos
Geo"o' A+"i%#(# _ DR. ING.Gi",eto C)-#(oV$/)e-
T1@ T2@ T4 T5@ T6@ T7 T8@ T9@ T@ T11Ti+o (eRo%#$
Ro%#$"#n(#$
Ro%#$Me(i#n#$
Ro%#$D)#$
Ro%#$ D)#$ 3etem#(#mente D)#$
M#""# (eDi#m#nte
arge ////Q Small
D)e-# (e "#M#ti-
Gard ////Q Soft
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Lo(o$ (e +eo#%in
quido muy denso que se .ace circular al interior de un o!o ara evitar
.undimientos y luricar las .erramientas#
F)n%in (e "o$ "o(o$ (e +eo#%in
Segn (Cuadros, 200) considera las siguientes funciones que dee cumlir los lodos
de erforaci&n*
De+o$it# )n e!o/)e (e +#e( im+eme#,"e
Jn fluido de erforaci&n dee deositar un revoque delgado y de a"a
ermeailidad en la ared del agu"ero frente a las formaciones ermeales ara
consolidarlas y ara retardar el aso del fluido desde el agu"ero del o!o .acia la
formaci&n ermeale (areniscas)#
Conto"# "#$ +e$ione$ (e" $),$)e"o
a resi&n .idrosttica del lodo dee ser suficiente ara revenir un rote
imrevisto del o!o#a densidad del lodo (eso del lodo) es el factor de control#
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Jna ecuaci&n ara otener la resi&n .idrosttica e"ercida or la columna de lodo
es*
$G (si) P ($rofundidad Dertical ies) ' (densidad del lodo, l-gal) ' (0#02)
Reti# "o$ e%ote$ (e" on(o (e" #')Beo@ t#n$+ot#"o$ 3 "i,e#"o$ en "#$)+ei%ie
a velocidad de flu"o en el esacio anular es el armetro clave ara
vencer el efecto de la gravedad (100 y 200 ies-min)#
Eni# 3 "),i%# "# ,#en# 3 "# $#t# (e +eo#%in
Conforme la arrena y la sarta de erforaci&n giran contra la formaci&n, se
genera una gran cantidad de calor#%l fluido de erforaci&n asore el calor generado y lo lleva a la suerficie, donde
se liera a la atm&sfera#%l fluido de erforaci&n dee tener algunas roiedades de luricaci&n que
ayudarn a reducir el torque y la fricci&n#
E!it# (#
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a corrosi&n uede llevar a*
Aoturas de la tuera or c.orro erosivo (lavado)
:allas en la oma de lodos
:ugas en las lneas de suerficie
emiti "# o,ten%in inom#%in (e "#$ om#%ione$ +enet#(#$
as roiedades del fluido no deen interferir con el rograma de registro,
deen facilitar la otenci&n de la informaci&n deseada#$or e"emlo, el lodo dee tener una resistividad definida ara que cuando los
registros se corran se ueda derivar la resistividad de la formaci&n#
T#n$miti %#,#""#Be ?i()"i%o # "# ,#en#
%l fluido de erforaci&n es el medio ara transmitir la otencia .idrulica.asta la arrena#
Com+o$i%in De Lo$ Lo(o$ De eo#%in
%l lodo es un fluido rearado con materiales qumicos, en circulando en circuito
dentro del agu"ero or el interior de la tuera, imulsado or omas y finalmente,
devuelto a la suerficie or el esacio anular (esacio formado entre la ared del agu"ero
y el dimetro e'terior de la tuera#
Com+o$i%in (e )n ")i(o # ,#$e (e #')#
Segn (;valle, 195E) la mayora de los fluidos de erforaci&n son a ase
agua se distingue orque la fase continua es el agua en las que se encuentran las
arcillas y la arita en susensi&n, estos lodos forman un sistema constituido
sicamente or las siguientes fases, segna) a fase lquida, o agua,) a fracci&n coloidal, que es la orci&n reactiva,c) a fracci&n inerte, que consiste en arena, material de eso, yd) a fase qumica#
# F#$e "&/)i(#
Constituye el elemento de mayor roorci&n que mantendren susensi&n los diferentes aditivos que forman las otras fases# %sta
fase uede ser agua (dulce o salada)8 o una emulsi&n (agua/etr&leo)# 6gua
dulce y agua salada#
, F#$e %o"oi(#" o e#%ti!#%sta fase est constituida or la arcilla, que ser el elemento rimario
utili!ado ara darle cuero al fluido# Se utili!an dos tios de arcilla
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deendiendo de la salinidad del agua# Si el lodo es de agua dulce se utili!a
montmorillonita, y ara lodos elaorados con agua salada se utili!a una
arcilla esecial, cuyo mineral rincial es la ataulgita#
% F#$e inete%sta fase est constituida or el material densificante (arita), el cual es
sulfato de ario ulveri!ado de alta gravedad esecfica# os s&lidos no
deseales como la arena y s&lidos de erforaci&n, tami+n se uican dentro
de esta fase#
( F#$e /)&mi%#%st constituida or iones y sustancias en soluci&n tales
como disersantes, emulsificantes, s&lidos disueltos, reductores de
filtrado, y otras sustancias qumicas, que controlan el comortamiento de
las arcillas y se encargan de mantener el fluido segn lo requerido or el
diseo#
Vi$%o$i(#( (e "o$ "o(o$ (e +eo#%in
Segn (4iliarium ?ngenieria Civil y 4edio 6miente, 200E) a viscosidad del lodo
se determina a ie de sondeo mediante el denominado Iemudo 4ars.I, y segn normas
6$?, e'resndose or el tiemo (en segundos) que tarda en salir or un orificio calirado
un determinado volumen de lodo#a viscosidad del lodo se determina a ie de sondeo mediante el denominado
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as inyecciones en roca sirven ara rellenar fracturas y oquedades dentro de la
masa rocosa ara otener a"a ermeailidad e incrementar su resistencia#
(;yanguren, 201E)
E" o,Beti!o e$ mo(ii%# $)e"o$ 3 o%#$ 6umentar la resistencia a la comresi&n y corte
?mermeaili!ar
Aellenar
Comactar
%s una oeraci&n ciega, lo nico que se sae es la resi&n y el caudal de
inyecci&n
M#tei#"e$ /)e $e )ti"i-#n en "# in3e%%in en $)e"o$ 3 o%#$
Sistema de ancla"e* %ntre los usos ms comunes de los sistemas de ancla"e se
encuentra la estaili!aci&n de taludes y e'cavaciones, muros de retenci&n, tneles yresas# os sistemas de ancla"e se ueden utili!ar en una gran variedad de materiales,
desde maci!os rocosos .asta suelos co.esivos, segn su vida til, ueden ser
ermanentes o temorales (;yanguren, 201E)
os sistemas de ancla"es constan de* (1) un elemento metlico usualmente de acero
en forma de arra o comuesto or fira de vidrio, cale o alamre8 (2) material de relleno
o aglutinante, usualmente lec.ada o resina, el cual es inyectado8 () tuos o mangueras
utili!ados ara la alineaci&n del elemento metlico en su instalaci&n y ara la inyecci&n
del material de relleno8 (E) sistemas metlicos en el cae!al del ancla"e, los cuales
distriuyen la carga en la cara lire de la roca, tales como latinas metlicas, tuercas y
arandelas8 y en algunas ocasiones se utili!an () cuas e'ansivas, roias de ancla"es
e'ansivos# Se consideran elementos adicionales, como los fi"adores o centradores,recurimientos lisos o vaina lisa, y elementos de traslao (;yanguren, 201E)
as medidas en las que se dee decidir or una inyecci&n es*
%sto es una necesidad que se tiene que contar tanto en la etaa de royecto, como
durante la e"ecuci&n de la ora que se trate, con datos firmes, seguros y aundantes
resecto al suelo con el que se est tratando# %l con"unto de estos datos dee llevar al
royectista a adquirir una conceci&n ra!onalemente e'acta de las roiedades fsicas
del suelo que .ayan de ser consideradas en sus anlisis# %n realidad es en el laoratorio
donde el royectista .a de otener los datos definitivos ara su traa"o8 rimero, al
reali!ar las rueas de clasificaci&n uicara en forma correcta la naturale!a del rolema
que se le resenta y de esta uicaci&n odr decidir, como segunda fase de un traa"o,las rueas ms adecuadas que requiere su rolema articular, ara definir las
caractersticas de deformaci&n y resistencia a los esfuer!os en el suelo con que .aya de
laorar# %l conocimiento anticiado de tales rolemas ermite, a su ve!, rogramar en
forma comleta las rueas necesarias ara la otenci&n del cuadro comleto de datos
de royecto, investigando todas aquellas roiedades fsicas del suelo de las que se
ueda sosec.ar que lleguen a lantear en la ora una condici&n crtica# (;yanguren,
201E)
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8. Geo"o' (e %iment#%ione$. C)i(#(o$ /)e $e (e,en tene +## "# e"e%%in (e$ito +## )n# %iment#%in
%l ingeniero ara rearar un royecto dee saer cules son los materiales queestn resentes y que roiedades oseen, este conocimiento se adquiere, arcialmente,
consultando liros, ero, sore todo, e'trayendo, e'aminando y tal ve! roando
muestras que considere reresentativas de los materiales# %n la ingeniera de las
cimentaciones, la e'eriencia es un factor inareciale# (Dega, 201E)
a correcta clasificaci&n de los materiales del susuelo es un aso imortante ara
cualquier traa"o de cimentaci&n, orque roorciona los rimeros datos sore las
e'eriencias que uedan anticiarse durante y desu+s de la construcci&n# %l detalle con
el que se descrien, ruean y valoran las muestras, deende del tio de estructura que
se va a construir, de consideraciones econ&micas de la naturale!a de los suelos, y en
cierto grado del m+todo con el que se .ace el muestreo# as muestras deen descriirse
rimero sore la ase de una insecci&n ocular y de ciertas rueas sencillas que uedene"ecutarse fcilmente tanto en el camo como en el laoratorio clasificando el material en
uno de los gruos rinciales# (Dega, 201E)
Reeen%i#$ ,i,"io'i%#$
Auge, . !"##$%. &er'oraciones (idrogeologicas. Argentina.
)astilla Gome*, +. !"#%. &er'oracin y voladura de rocas en mineria. adrid.
/pe*, +. !000%. anual de per'oracin y voladura de rocas.
1yanguren, &. 2. !"#3%. ecnica de rocas: 4undamentos e 5ngenieria de
6aludes. adrid: 2ed 78952.
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Vega, 4. 2. !"#3%. )imentaciones-Geologia. /ima: 8diciones rano.
Arevalo 1rti*, ). !00"%. 9eminario taller de mecanica de suelos y e;ploracion
geotecnica.
)uadros, /. 4. !"##%. Anlisis del 4luido de &er'oracin. Guayaquil.
Gme*, G. y. !"#3%. Anlisis de v