voladura controlada-02

7/30/2019 voladura controlada-02

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VOLADURACONTROLADA


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SITUACIN INICIALLa voladura convencional en tneles ytrabajos de mina, dejan perfiles irregularessegn el sistema de diaclasamiento de laroca, normalmente afecta a la estructura

remanente llegando a profundidades de 2 maproximadamente, la roca maltratada ydebilitada segn su tipo y condicin, puedetener consecuencias de inestabilidad odesprendimiento con el tiempo.


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SITUACION INICIAL Las operaciones poseen problemas de sobre

rotura.

(Resumen)

No se tiene un buen auto sostenimiento.

Existe alta dilucin del mineral.

Las labores en general poseenagrietamientos excesivos.

Los costos de sostenimiento artificialresultan demasiado altos para la operacin.


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EFECTOS DEL DIACLASAMIENTO DE LAROCA EN LA VOLADURA CONVENCIONAL

FISURAMIENTO LAMINAR FISURAMIENTO CBICO

ESTRATIFICACIN PLANAFISURAMIENTO CUNEIFORME


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OBJETIVO

Evitar agrietamientos.

Lograr una mejor estabilidad.

Obtener superficies de corte lisas.

Disminuir la dilucin del mineral.

Evitar la sobre rotura (overbreak).


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VOLADURA CONTROLADA Consiste en el empleo de cargas

explosivas lineales de baja energacolocadas en taladros muy cercanos entres, que se disparan en forma simultnea.

Busca crear y controlar laformacin de una grieta oplano de rotura continuo,que limite la superficie final

de un corte o excavacin


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GRADO DE AFECTACINEn la voladura convencional, normalmentetodos los taladros del ncleo suman susefectos de impacto a los de la corona operiferia afectando a la roca remanente

como se puede apreciar en los grficossiguientes, en los que tambin se apreciala reduccin de este efecto con la voladuracontrolada.


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CON VOLADURACONTROLADA

0,20 a 0,50 m

CON VOLADURACONVENCIONAL

DAOS

1,5 m


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USOS DE LA VOLADURA CONTROLADA

Cmaras subterrneas para mejorar el auto-sostenimiento de techos y paredes.

Acabado superficial de tneles de obrashidrulicas o viales.

Piques y chimeneas.

Lmite final de bancos en minera a tajoabierto.

Lmite final de extraccin de bloques de piedraornamental en canteras de mrmol, calizamarmrea, etc.


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VOLADURA CONTROLADA

En qu consiste?TEORA DEL MTODO1. Una carga explosiva crea, al detonar, grietas

radiales en una zona adyacente en la que la rocase triturar y se pulverizar.

A esto se le denomina:

Fisuramiento Radial.


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2. Cuando son dos las cargas que se disparansimultneamente, se producen esfuerzosde traccin complementarios perpen-diculares al plano axial.

TEORA DEL MTODO


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3. Las tracciones generadas en ese planosuperan la resistencia dinmica a traccinde la roca, creando un nuevo agrietamientoy favoreciendo la propagacin de lasgrietas radiales en la direccin de corteproyectado.

TEORA DEL MTODO


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4. Estas grietas se amplan y extienden bajo laaccin de cua de los gases de explosinque se infiltran en ellas.

La propagacin preferencial en el plano

axial junto con el efecto de apertura por lapresin de los gases permiten obtener unplano de fractura definido.

TEORA DEL MTODO


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VOLADURACONTROLADA

Diferencias, ventajas ydesventajas


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DIFERENCIAS ENTRE VOLADURA

CONVENCIONAL Y CONTROLADA

Voladura convencional Voladura controlada Relacin de espaciamiento

a burden: E = 1,3 a 1,5 B.

Uso de taco inerte.

Relacin de acoplamientomxima de 1,2 a 1.

La carga de explosivoocupa los 2/3 de la

longitud del taladro. Taco inerte para mantener

al explosivo dentro deltaladro, no para confinarlo.

Menor espaciamiento deburden: E = 0,5 a 0,8 B.

Explosivo de muchomenor dimetro que el deltaladro.

Carga explosiva lineardistribuida a todo lo largo

del taladro.


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Empleo de explosivo conel mayor brisance yempuje dentro de la

relacin energa/costo.

Empleo de explosivode baja velocidad ybrisance.

DIFERENCIAS ENTRE VOLADURA

CONVENCIONAL Y CONTROLADA

Voladura convencional Voladura controlada

Disparo de todos lostaladros de la voladurasiguiendo un orden de

salida, espaciados entiempo de acuerdo a unesquema de secuencias.

Disparo simultneo detodos los taladros de lalnea de corte, sin

retardos entre s.


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VOLADURA CONTROLADA

Busca producir superficies de roca lisas yestables.

Ventajas

Contribuye a reducir la vibracin de la voladura

principal y la sobreexcavacin.

Es una alternativa para la explotacin de

estructuras dbiles e inestables.

Produce menor agrietamiento en la rocaremanente.


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Costo relativamente mayor que la voladuraconvencional.

VOLADURA CONTROLADA

Desventajas

Mayor tiempo de preparacin en la obra.

En material detrtico incompetente o deleznablepuede no llegar a dar resultados ptimos.


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Tipos de control

VOLADURA CONTROLADA

VOLADURA DE PRE-CORTE

Consiste en crear en el cuerpo de rocauna discontinuidad o plano de fractura(grieta continua) antesde disparar lavoladura principal o de produccin,mediante una fila de taladrosgeneralmente de pequeo dimetro,

muy cercanos, con cargas explosivasdesacopladas y disparos instantneos.


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Este puede realizarse tambin simultneamente conlos de produccin pero adelantndolos una fraccinde tiempo de 90 a 120 ms, siendo el disparo de dosetapas.

Debemos tener informacin del comportamiento ydel tipo de roca en la que se vamos a utilizar stemtodo, podemos considerar como gua algunasecuaciones, como las de C. Konya:

VOLADURA CONTROLADA

DE PRE-CORTE


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El factor de carga por pie perforado no debecausar dao a la roca, pero la presin dedetonacin debe ser suficiente como para crear laaccin de corte, se puede estimar con la frmula

siguiente :

q = D2/ 28

VOLADURA CONTROLADA

DE PRE-CORTE

Donde: q : carga de explosivo por pie detaladro (lb/pie).

D : dimetro de los taladros vacos (plg).


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El clculo del espaciamiento entre los taladrosde pre-corte ser determinado por la ecuacin:

VOLADURA CONTROLADA

DE PRE-CORTE

E =10 x D

Donde: E : espaciamiento (plg).

D : dimetro de los taladros vacos (plg).


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VOLADURA DE RECORTE

Consiste en la voladura de un fila de taladroscercanos, con cargas desacopladas, pero detonadasdespusde la voladura principal o de produccin.


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Debido a que sta tcnica implica el arranque deroca hacia un frente libre, el espaciamientonormalmente es mayor que en el pre-corte,

pudiendo ser determinado por la ecuacin:

VOLADURA CONTROLADA

DE RECORTE

E = 16 x D

Donde E : espaciamiento.D : dimetro del taladro vaco.


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El disparo en este tipo de voladura controlada estambin en dos etapas, primero los taladros deproduccin y despus, con una diferencia de unos100 ms, los de recorte (corona).

VOLADURA CONTROLADA

DE RECORTE

El burden, as mismo, tiene una distancia razonable ycalculable, despus de haber salido la voladuraprincipal.

Cuando los taladros de recorte tienen el mismodimetro que los de produccin la tcnica se conocecomo Tr im Blast ing .


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El burden debe ser mayor que el espaciado paraasegurar que las fracturas se encadenenapropiadamente entre los taladros antes que elbloque de burden se desplace, se estima con la

ecuacin siguiente :

VOLADURA CONTROLADA

DE RECORTE

B = 1,3 E

Donde B : burden o lnea de menor resistencia.E : espaciado entre taladros.


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VOLADURA AMORTIGUADA

Es prcticamente una voladuraconvencional pero en la que se hamodificado el diseo de la ltima fila, tanto

en su esquema geomtrico que es msreducido, como en las cargas de explosivoque deben ser menores y desacopladas. Eldisparo es normalmente en una sola etapa.


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VOLADURA CONTROLADA

Condiciones necesarias en perforacin

El dimetro de los taladros de contornonormalmente es igual a los de produccin.

La precisin de la perforacin es fundamental,tanto por el alineamiento como por el

paralelismo de los taladros. El espaciamiento entre taladros debe de ser menor

que el de la voladura convencional


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Condiciones necesarias en carguo

Explosivos especiales de baja energa yvelocidad.

La carga de columna debe de ser desacoplada(no atacada) para poder formar un anillo deaire alrededor del explosivo que amortige elefecto de impacto, absorbiendo parte de la

energa de la explosin y debe de distribuirse atodo lo largo del taladro.


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Se requiere una carga de fondo con factor deacoplamiento cercano al 100%.

Condiciones necesarias en carguo

Es necesario sellar los taladros con tacosinertes para contener los gases y evitar que lacolumna desacoplada sea impulsada deltaladro.


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El disparo de todos los taladros del corteperifrico debe ser s im u ltneo, o mximo endos o tres etapas de retardo muy cercanas, de

lo contrario el plano de corte puede noformarse completamente.

Condiciones necesarias en el disparo

Usar explosivos de brisancia baja por ejemploEXSACORTE, EXSASPLIT o dinamita

espaciada.

VOLADURA CONTROLADA


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La velocidad pico de partcula debe de mantenerse

por debajo de los 700 1 000 mm/s. Esta velocidadpuede ser estimada con la siguiente frmulaemprica:

VOLADURA CONTROLADA

v = Ce / (R*b)

Donde: v = velocidad pico de partcula.

Ce = carga, en caja explosiva (kg).

R = distancia radial desde el punto dedetonacin, en m.

b = constante que depende de las propiedadesestructurales y elsticas de la roca.

VOLADURA CONTROLADA


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Si se usan cartuchos convencionales dedinamita stos deben de estar debidamenteespaciados entre s (normalmente una

distancia equivalente a la longitud de uncartucho) iniciados axialmente con cordndetonante de bajo gramaje (3 g/m).

VOLADURA CONTROLADA


Cuando se usen agentes de voladura estosdeben de ser de baja densidad, normalmentegranulares, tales como el Examon-P.

VOLADURA CONTROLADA


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Cuando se utilice el sistema Air-Deck con slocarga de fondo y taco inerte, se requerir unadecuado control para asegurar resultados y la

roca debe de ser compatible con el mtodo.

VOLADURA CONTROLADA


El uso de cordn detonante de alto gramaje (60,80, 120 g/m). Reducir la densidad de cargalinear pero es muy costoso.


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VOLADURACONTROLADA

Parmetros importantes

VOLADURA CONTROLADA


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Es la presin ejercida por la expansin degases de detonacin en las paredes deltaladro. Cuanto menor sea esta presin menor

ser el dao a la pared final de la voladura,esta presin es aproximadamente el 50% de lapresin de detonacin del explosivo.

VOLADURA CONTROLADA

Presin del taladro

VOLADURA CONTROLADA


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VOLADURA CONTROLADA

Se har necesario entonces reducir estapresin ya sea desacoplando y/o espaciando lacarga explosiva. La formula para calcular la

presin de taladro es la siguiente :PT = de*VOD2/8

Presin del taladro

Donde : PT = presin de taladro.

de = densidad del explosivo.

VOD = velocidad de detonacin .

VOLADURA CONTROLADA


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El grado de acople de una carga explosivaest dada por :

VOLADURA CONTROLADA

Cr =C1/2*De/Dt

Presin del taladro

Donde : Cr = relacin de acoplamiento.

De = dimetro del explosivo.

Dt = dimetro del taladro.C = % del taladro cargado con

explosivo.

VOLADURA CONTROLADA


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La presin dentro del taladro cargado conexplosivo desacoplado y espaciado, ser :

VOLADURA CONTROLADA

Presin del taladro

Ptd = PT*Cr2,4

Donde : Ptd = presin dentro del taladrodesacoplado.

PT = presin de taladro.Cr = relacin de acoplamiento.


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VOLADURA CONTROLADA


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Podemos partir de la siguiente relacin paracalcular el espaciamiento de taladrosperifricos :

VOLADURA CONTROLADA

Relacin de espaciamiento (E) y burden (B)

E menor o igual a Dt*(Ptd + T)/T

Donde : E : espaciamiento entre taladros.

T : resistencia a la traccin de la roca.

Dt : dimetro del taladro.

Ptd: presin dentro del taladrodesacoplado.

VOLADURA CONTROLADA


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Los taladros deben perforarse paralelos yubicarse en un mismo plano de corte.

Precisin en los taladros

VOLADURA CONTROLADA

VOLADURA CONTROLADA


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Para taladros de contorno con dimetros deperforacin entre 38 y 51 mm se recomienda lasiguiente tabla prctica:

Control de la carga lineal

VOLADURA CONTROLADA

Dimetro detaladro(mm)

Dimetro deexplosivo

(mm)

Cargalineal(kg/m)

Espaciamiento

(m)

Burden

(m)

3851 2225 0,2400,500 0,30 a 0,400,50 a 0,60 0,40 a 0,600,70 a 1,00


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EXSACORTE: En tubos plsticos acoplables.

Tipos de explosivos para voladura controlada

EXSASPLIT : En tubo plstico entero, delongitud especificada.

EXAMON-P : Con el mtodo llamado Tracer.

EXADIT : Cartuchos de dinamita espaciadascon madera o caa y cordn detonante debajo gramaje ubicado a lo largo del taladro.


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VOLADURACONTROLADA

Ejemplos

ESQUEMAS DE


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Taladro con carga convencional, con explosivode baja energa (EXADIT) sin atacar, sin taco.

Iniciacin con detonador en la boca o al fondo.

ESQUEMAS DE

VOLADURA CONTROLADA

Voladura Amortiguada


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CARTUCHOS DE EXADIT

CEBOSECCIN DEL TALADRO:

ESQUEMAS DE


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Esquema del carguo en taladros perifricocon cartuchos de dinamita espaciada con

material inertes o aire libre y cordn detonantea lo largo del taladro.

Voladura Amortiguada

Q

VOLADURA CONTROLADA

TACO INERTE


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SECCIN DEL TALADRO:

ESPACIADORES INERTES

CORDN DETONANTE

ESQUEMAS DE


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Cartuchos convencionales fijados a distanciasdeterminadas sobre una media caa de tubo

de plstico - dimetro del cartucho de 22 a 38mm y dimetro del taladro 50 a 75 mm comoejemplo.

Voladura AmortiguadaVOLADURA CONTROLADA

TACO INERTE


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SECCIN DEL TALADRO:

ESPACIOS VACOS

TUBO DE PLSTICO

TACO INERTE


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SECCIN DEL TALADRO:

CEBO (CON DETONADOR NOELCTRICO)

EXSACORTE

ESQUEMAS DE


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Taladro cargado con EXAMON-P y cordndetonante de bajo gramaje axial en toda la

columna, amarrado al cartucho cebo e iniciadocon detonador no elctrico (Primadet).

Voladura ControladaVOLADURA CONTROLADA

TACO INERTE


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CEBO (CON CORDN DETONANTE)

COLUMNA DE EXAMON

SECCIN DEL TALADRO:


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VOLADURA

CONTROLADA

Evaluacin de Resultados

FALLA MOTIVO SOLUCIN


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Perfil de Excavacin

Ninguna. Ninguna. Ninguna.

FALLA Sobre-

MOTIVO Sobrecarga.

SOLUCIN Disminuir carga.


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excavacingeneral.

g Fila anterior de

taladros

sobrecargados.

g Aumentar el espaciado. Distanciar fila anterior. Aumentar tiempo de

retardo entre filas devoladura primaria.

FALLA Sobre-

MOTIVO La presin de tala

SOLUCIN Disminuir la densi-


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excavacinalrededor de

los taladros.

dro es superior ala resistencia din

mica a compre-sin de la roca.

dad lineal de carga yaumentar el desaco-

plado.

FALLA Sobre-

i

MOTIVO Espaciado entre

t l d d i

SOLUCIN Aumentar el espacia-

d t t l d


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excavacinentre los

taladros.

taladros demasia-do pequeos.

do entre taladros.

FALLA Roca sobre sa

li t t l

MOTIVO Espaciado

i t

SOLUCIN Reducir el

i d t


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liente entre lostaladros.

excesivo entretaladros.

espaciado entretaladros.

Aumentar ligera-mente la carga.

CORDONDETONANTE

TACO INERTE ESPACIO VACIO


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SECCIN DEL TALADRO:

DETONANTE

MEDIA CAA DE CARRIZO

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