variables controlables en voladura

7/26/2019 Variables Controlables en Voladura

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Captulo 19

V RI LES CONTROL LES DE L S VOL DUR S

1

INTRODUCCION

En el clculo

y diseo de las voladuras las variables

que son controlables se clasifican en los siguientes

grupos:

A Geomtricas (dimetro, longitud de carga, piedra,

espaciamiento,etc).

B. Qumico-Fsicas o del explosivo (tipos de explo-

sivo, potencia, energa, sistemas de cebado, etc).

C. Detiempo (tiempos de retardo y secuenciadeini-

ciacin).

Para lograr una mejor comprensin

y

normalizar la

simbologa utilizada en este texto, en la Fig. 19.1 se

representa una voladura en banco donde se ilustran las

diferentes variables de diseo y las expresiones ms

frecUentes en el argot de los trabajos de arranque con

explosivos.

/

Variables de diseo

H

D

L

d

B

S

LV

AV

Be

Se

r

J

I

e

v/w

t,

= Altura de banco

= Dimetro del barreno

= Longitud del barreno

= Dimetro de la carga

= Piedra nominal

= Espaciamiento nominal

= Longitud de la voladura

= Anchura de la voladura

= Piedra efectiva

= Espaciamiento efectivo

= Retacado

= Sobreperforacin

= Longitud de carga

= Angulo de salida

= ,Grado de equilibrio

= Tiempo de retardo

AV

-;/

~F :> /-=- -- /~'-'4

O/ _o~- _03

O

~

~~

:

---

\J

~ c:::~

01

.

- --

q e C(~ 00

\' ~

A 3~

\

z::

O

'-- '

0\

\ \

\

\ ZI.

q

q

\seb2

~.

\ \ '\

q q 03

\ \

r=

Figura 19.1.

Esquema de una voladura en banco.


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rn

[2J

[3]

[4]

[5]

ffi]

[1]

rnJ

-

Repi

-

Caa del barreno

-

Roca saliente o en voladizo

- Sobreexcavacin

-

Grieta de traccin

-

Descabezamiento

-

Crter de bocazo

-

Carga desacoplada

A continuacin, se expone la influencia sobre los

resultados de las voladuras de cada una de las varia-

bles indicadas y las tendencias actuales seguidas en su

eleccin.

2.

DIAMETRO DE LOS BARRENOS

El dimetro de perforacin idneo para un trab?jo

dado depende de los siguientes factores:

- Caractersticas del macizo rocoso que se desea

volar.

- Grado de fragmentacin requerido.

- Altura de banco

y

configuracin de las cargas.

- Economa del proceso de perforacin y voladUTa.

- Dimensiones del equipo de carga.

Cuando el dimetro de los barrenos D es pequeo,

los costes de perforacin, cebado e iniciacin sern

altos, y en las operaciones de carga, retacado y cone-

xin se invertir mucho tiempo y mano de obra. Si D

es muy pequeo, la nica ventaja que se presenta es la

mejor distribucin del explosivo y por lo tanto un con-

sumo especfico de ste menor.

Cuando los dimetros son grandes, y por consi-

guiente lo son los esquemas de perforacin, la granu-

lometra que se obtendr en las voladuras podr llegar

a ser inaceptable si la familia de diaclasas y disconti-

nuidades presentan un espaciamiento amplio y con-

forman bloques in situ. Fig. 19.2.

A)

B)

77f177 f~

~

I

l

l

i

BLOQUE

DE ROCA IN S TU NO

llll illATRAVESADA POR BARRENOS

Figura 19.2.

Influencia del esquema de perforacin y de las

discontinuidades en la produccin de grandes bloques.

244

---

En tales casos se recomienda que el espaciamiento

entre barrenos sea menor que la separacin media

entre fracturas. Tambin debe procederse de igual ~

manera si el rea a volar est constituida por una matriz

elasto-plstica que engloba bloques de roca sana que

difcilmente pueden fragmentarse si no se intersectan

-

con barrenos en una malla cerrada.

El aumento de D va acompaado de las siguientes

ventajas:

---

- Elevacin de la velocidad de detonacin de los

explosivos, por lo que se producir la detonacin

en un rgimen ms estable y menos afectado por,,-

las condiciones externas.

- Disminucin del coste global de perforacin y vo-

ladu ra.

- Posibilidad de mecanizacin de la carga de explo-

sivo.

---

- Mayor rendimiento de la perforacin (m3 vola- --

dos/mi perforado).

- Aumento del rendimiento de la excavadora como

consecuencia de la reduccin de zonas de baja -

productividad.

-

---o.m. m;.. ,,~ ..~

~

.-

. :::::: ::\

~,

1, .

.:: ~l: :::>: : , ,-

:}


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En cuanto a la fragmentacin, si se desea que per-

manezca constante y se aumenta O, ser preciso

elevar el consumo especfico de explosivo pues las

cargas estn peor distribuidas en el macizo rocoso.

La longitud de retacado T aumenta con el dime-

tro de perforacin, pudiendo llegar a constituir la parte

alta del barreno una fuente potencial de formacin de

bloques.

En rocas masivas, cuando la longitud de carga , 60, un incremento de O obliga

a elevar el consumo especfico si se quiere mantener

la fragmentacin.

En voladuras a cielo abierto los dimetros cubren un

amplio rango desde los 50 mm hasta los 380 mm. En

obras pblicas es habitual operar con valores de O

entre 50 y 125 mm, mientras que en minera la tenden-

cia ha sido incrementar este parmetro de diseo,

siendo habituales dimetros comprendidos entre 165

mm y 310 mm.

Entrabajos subterrneos el aumento del dimetro de

los barrenos ha sido limitado y slo en la minera met-

lica se han alcanzado valores entre 125mmy 220 mm.

En el avance de galeras y tneles se opera en el rango

de 32 mm a 64 mm y en las voladuras en banco para

excavaciones de cavernas lo normal son calibres entre

64 y 90 mm.

En relacin con los equipos de carga, debe existir un

equilibrio entre las dimensiones de stos, los dime-

tros de perforacin y la capacidad de las unidades de

transporte, Fig. 19.4.

;.

9 - 10 11m3

Figura 19.4.

Tringulo de dimensionamiento de los equipos

de perforacin carga y transporte

ALTURA DE BANCO

La rigidez del paraleleppedo de roca situado de-

lante de los barrenos tiene una gran influencia sobre

los resultados de las voladuras. Cuando la relacin

H/B es grande, el desplazamiento y deformacin

de la roca es fcil, particularmente en el centro del

banco. Ash 1977 seala que la relacin ptima es

H/B:2: 3.

Si H/B = 1, se obtendr una fragmentacin

gruesa con problemas de sobreexcavacin y repis.

Con H/B = 2 se aminoran estos efectos, eliminn-

dose en su totalidad con H/B :2: 3.

~

Ir

~1

T

H

B~2

H

B~3

Figura 19.5. Estados de flexin de un banco con distintas

relaciones I Ash .

La condicin H/B :2: 3 se cumple generalmente

en canteras y en explotaciones de descubierta de

carbn, pero no en minera metlica puesto que la

altura de banco viene impuesta por:

- El alcance de la mquina de carga, y

- La dilucin del mineral.

Cuando H es pequea cualquier variacin de la

piedra B o el espaciamiento S tiene una gran

influencia en los resultados de las voladuras. Cuando

H aumenta, manteniendo B constante, el espa-

ciamiento puede incrementarse sin verse afectada la

fragmentacin hasta un valor mximo.

Si las alturas de banco son muy grandes, pueden

presentarse problemas de desviacin de los barrenos

que afectarn no slo a la fragmentacin de la roca,

sino que incluso aumentarn el riesgo de generar

fuertes vibraciones, proyecciones, y sobreexcavacio-

nes, pues la malla de perforacin B x S no se man-

tendr constante en las diferentes cotas del barreno.

245


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22

/

/

/

/

/

/

/

/

Uneo media

~

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~ 20

O

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