VOLADURAS DE INTERIOR

INDICE 1. VOLADURAS DE INTERIOR 2. AVANCE DE GALERIAS 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. 2.1.5. Zonas de la voladura Cuele. Generalidades Contra-cuele. Generalidades Destroza Recorte Zapateras

3. AVANCE DE LA PEGA 4. PROYECCIONES 5. CUELES. CALCULOS Y ESQUEMAS 5.1. Cueles de barrenos paralelos 5.2. Cueles en cua 6. DESTROZA 7. RECORTE 8. ZAPATERAS 9. ESQUEMAS 10. TNELES POR FASES.

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1. VOLADURAS DE INTERIOR Por voladuras de interior entenderemos en lo sucesivo aquellas que se realizan para el arranque de roca en explotaciones, obras pblicas o cualquier trabajo subterrneo. Dentro de este conjunto, cabra establecer clasificaciones complementarias de todo tipo. No obstante y desde un punto quiz representativo de conceptos totalmente distintos sera conveniente establecer dos grandes grupos. A) Trabajos que por su forma son especficos, tanto en perforacin como en voladura. P.E.: Avance en galera, bien en pequea o gran seccin (tneles), construccin de pozos o chimeneas, etc.

B) Trabajos similares o iguales a los definidos, como voladuras de exterior. P.E.: Banqueo al piso de tneles, banqueo de cmaras en explotaciones mineras, banqueo principal en excavacin de cavernas de centrales subterrneas, etc.

En el caso A, tanto los sistemas de perforacin como de voladura, carga y transporte de escombro son especficos. La rotura de la roca ha de conseguirse creando con una voladura una primera cara libre o cuele, apoyndonos bien en barrenos vacos o bien en el propio frente de la roca (cueles paralelos en el primer caso, cueles en cua en el segundo o cueles en cremallera como intermedio, o cueles en crter o voladuras en crter propiamente dichas) . Es decir, la voladura principal va precedida de la apertura del cuele, aunque la diferencia de tiempo entre ambas sea tan solo de centsimas o milsimas de segundo. Los equipos de perforacin son tambin especficos. Aunque las perforadoras sean similares a las utilizadas a cielo abierto, son diferentes los chasis y brazos para adaptarse al tipo de trabajo. Los esquemas son muy reducidos, por dos razones. La primera por ejecutarse las voladuras con difcil salida y la segunda por ser necesario obtener granulometras reducidas acordes con los medios de carga y transporte usados, aptos para interior.

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En el caso B nos encontramos en cambio con trabajos iguales o muy similares a los que ya conocemos de cielo abierto. Un banqueo al piso en un rebaje de tnel es un trabajo similar al rebaje de cota en una carretera. Una explotacin subterrnea por sistema de cmaras y pilares se asemeja bastante a la explotacin de una cantera, aunque veremos que presenta detalles muy especficos por tener los barrenos fondos abiertos. La excavacin de una caverna de central presenta labores de galeras de avance (tnel en roca), ensanche de estas galeras mediante destrozas laterales y una posterior excavacin de la caverna en banqueo, como una cantera. En esos trabajos veremos equipos similares a los empleados a cielo abierto, en cuanto a perforacin se refiere, salvo pequeos detalles, como puede ser el empleo de deslizaderas ms cortas, por problemas de dimensin. Pero en todo caso, tambin los consumos especficos son mayores que a cielo abierto, pues son precisas granulometras menores, generalmente marcadas por los equipos de carga, y otras veces por el. propio uso de la roca volada, que con frecuencia es usada para la fabricacin de ridos para hormigones. Otras veces esa roca es un mineral que deber ser molido para su beneficio y en consecuencia tendremos de nuevo una limitacin de tamao por machacadora primaria. Tambin hay que considerar otra diferencia entre el conjunto de labores de interior y de exterior y esta es, que la toxicidad de los gases de las voladuras de interior adquiere una gran importancia y en consecuencia condiciona el explosivo usado. En cuanto a labores con ambiente explosivo podemos decir, que aparece una nueva seleccin del explosivo a usar (Explosivos de Seguridad) y que el avance de las labores se ve afectado por una legislacin que limita las cantidades de explosivo por barreno y pega y la duracin de la propia pega, adems de las limitaciones de humos. Por tal motivo, aunque trabajos de interior puedan ser parecidos o aparentemente iguales, a algn trabajo de exterior, siempre existen matizaciones en pequea o gran medida que establecen diferencias importantes.

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2. AVANCE DE GALERIAS Podemos definir esta labor como la creacin de un hueco en la roca de importante longitud, con secciones variables (desde una pequea galera para ventilacin hasta un tnel de autopista o bveda de caverna o cmara), de pendiente variable, que se ejecuta con perforaciones de barrenos paralelos a su eje y en consecuencia con voladuras en fondo cerrado. Estas galeras pueden ser obra definitiva (galera en roca en mina realizada a plena seccin) o labor primaria de apoyo a otra galera (galera de avance en un tnel) que sirve de reconocimiento o apoyo, para construccin de una segunda seccin. En todo caso y en cualquier galera o tnel cabe distinguir en la pega tres partes fundamentales: A) Cuele B) Contracuele C) Destroza D) Recorte E) Zapateras

2.1. Zonas de la voladura Vamos a analizar ahora cada una de las zonas diferenciadas en una pega, estableciendo las condiciones bsicas que han de cumplir las mismas.

2.1.1. Cuele. Generalidades Por cuele entendemos una parte de barrenos, cargados o no cargados cuya misin ser la de crear un hueco inicial en la galera, de forma que los barrenos posteriores, encuentren ya en su disparo una cara libre inicial creada. Este cuele puede situarse en cualquier posicin en el frente, al piso, al techo o en hastiales aunque generalmente se suele situar en el centro aproximado de la galera.

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Supongamos ahora un solo barreno perforado en la galera (figura 2) paralelamente a su eje. Si dentro de ese taladro provocamos la detonacin de una cantidad de explosivo, y recordamos el mecanismo de rotura de la roca, la onda de detonacin producir unas fisuras en el entorno del barreno, que se prolongarn hacia la cara libre (superficie de la galera) ms extensamente por el gran efecto de traccin que se produce en ella por reflexin de la onda de choque. Estas fisuras se extenderan formando un cono y la roca sera lanzada al exterior en forma de crter (figura 2A).

Habramos creado en efecto un hueco inicial, pero el aprovechamiento de la energa del explosivo est mal utilizada. En efecto, este crter no alcanzar nunca la profundidad del barreno. No obstante veremos que el cuele en crter se utiliza. Veamos ahora que ocurre (figura 2B) si previamente al disparo de la carga de este barreno, hubiramos creado delante de l una fisura en la roca. Esa fisura representa un plano de discontinuidad y en consecuencia una superficie til (cara libre) donde la onda de detonacin del explosivo ser reflejada y podr trabajar a traccin. Ahora tenemos dos caras libres, la propia del frente y esa fisura previa. Esta fisura puede ser creada en la roca mediante un precorte (figura 3). Este es el fundamento del cuele en cremallera. En la figura 2C puede apreciarse otra forma de disposicin del barreno del frente. Si inclinamos el mismo ofrecemos entonces una mayor superficie de cara libre, afectada por la onda de detonacin (con propagacin cilndrica y no esfrica). Esta disposicin es la base del cuele en cua o variables de cuele en abanico. Tambin (figura 2D) podemos crear un frente libre para nuestro discutido barreno, perforando a su lado otro paralelo, de igual o mayor dimetro. La pared de este taladro actuar como cara libre sobre la que actuar el cargado.

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Este es el fundamento de los cueles de barrenos paralelos, sistema que presenta un elevado nmero de variables. Las caractersticas generales del cuele son: una elevada perforacin especfica (generalmente y al revs que en exterior, se usa el trmino ml/m3). muy elevado consumo especfico de explosivo (este consumo especfico puede calcularse por zonas como es sabido).

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En toda perforacin es preciso prestar especial atencin al correcto emboquille y direccin de los barrenos. Esto es mucho ms importante en los cueles, ya que el cuele es la primera apertura, que bien ejecutada, producir un buen rendimiento en el avance en galera, Por las perforaciones tan prximas, los cueles solo permiten el empleo de secuencias en milisegundos para evitar descabezamientos inoportunos entre tiros, y cortes de cargas. En la figura 4 pueden apreciarse los descabeces de los barrenos B y C por la detonacin del barreno A. Este fenmeno, malo para el arranque que es especialmente peligroso en labores donde existen ambientes de gases explosivos o polvos inflamables.

2.1.2. Contracuele. Generalidades Por contracuele entendemos la corona de barrenos que circunvala a los de cuele. En muchos casos se los considera como barrenos de cuele, pero entendemos que merecen una matizacin diferente. Mientras el cuele crea un primer hueco, el contra-cuele lo ensancha para preparar la cara libre a la destroza (que podramos llamar voladura principal), con un mayor hueco que permita la evacuacin del escombro de la misma. En consecuencia en el contra-cuele hay menos perforacin especfica, y no hay barrenos vacos, sino que todos son cargados, pero con menor consumo especfico que el rea del contra-cuele, aunque an, son claramente tiros sobrecargados.

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Los tiros, an espaciados tienen distancias entre s an cortas, debiendo usarse tambin secuencias de milisegundos entre barrenos. 2.1.3. Destroza Comprende el rea de barrenos entre el contra-cuele y el lmite de recorte (zona C de la figura 1). Es corriente escuchar los nombres de corona y contra-corona cuando esta destroza est forma da por dos filas. Esta es la voladura principal, en cuanto a volumen de arranque en la galera. El esquema suele ser ms abierto, con consumos especficos de explosivo menores que en el caso de cuele y contracuele. En estos barrenos es corriente usar carga selectiva (p,e. Goma y Amonita), rebajando en los mismos el costo de explosivo. El esquema utilizado en una destroza, es funcin del tipo de roca, diaclasado, dimetro de perforacin, profundidad de avance, tipo de explosivo, secuencia de encendido, granulometra deseada y geometra de la excavacin. Este ltimo factor es pocas veces considerado y en muchas ocasiones es el ms importante, pues un pequeo aumento de seccin obliga a la inclusin de una nueva fila de destroza, con la que tambin podra abatirse una seccin mucho mayor a igual costo. En palabras simples, "hay diseos de galeras que podran ampliarse a mayores secciones sin costo adicional", con los mismos barrenos de destroza. Esta es una caracterstica que pocas veces se tiene presente en un proyecto. Alguien dira en principio, que a pesar de todo, el costo por m.l. de galera sera ms caro siempre, a mayor seccin, pues aunque la perforacin y voladura costasen lo mismo, sera preciso extraer ms metros cbicos de escombro y emplear entibacin o sostenimiento en mayor medida. Eso puede ser cierto en algunos casos, pero no en otros, donde una seccin cmoda, permite el empleo de medios de carga, transporte y sostenimiento que abaratan los costos con respecto a otra seccin ms reducida donde no pueden ser usados.

2.1.4. Recorte Por recorte entendemos la fila o corona de barrenos que marca la seccin del tnel en techo y hastiales (no en piso).

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Estos barrenos, siempre un poco angulados (perfil en dientes de sierra) aparte de arrancar su piedra, si son disparados como recorte, deben marcar el perfil final del tnel. Por tal motivo su nmero, espaciamiento y carga, son determinantes de la calidad de la terminacin del perfil final. Estos barrenos deben ser disparados con detonadores de tiempo, no utilizando lneas maestras de cordn detonante, pues stas pueden producir roturas de la lnea por proyecciones. Algunas veces, estos barrenos son disparados como precorte. En este caso si puede utilizarse una maestra de cordn detonante. Otra modalidad ms til es la de dispararlos entre cuele y destroza. El cuele es entonces una zona que permite descomprimir en buena medida la roca en el momento de la detonacin de los barrenos de perfil. 2.1.5. Zapateras Por estos barrenos entenderemos los de piso de tnel. Estos barrenos, ltimos en dispararse generalmente, son tiros pinchados y sobrecargados pues precisan una energa adicional para conseguir el "levante" de la piedra que los afecta, en contra de la gravedad.

Adems de su piedra, pesa sobre ellos una importante parte del propio escombro generado por la destroza. Por facilidad en la carga del escombro y por el menor costo de regularizacin del piso con relleno que con voladura secundaria se procede a sobredimensionar esa fase de voladura. 3. AVANCE DE LA PEGA Se llama avance de una pega a la medida entre dos situaciones de frentes consecutivos. Para un avance de un 100% esta dimensin coincidira con la profundidad de barrenado; pero estos avances no son frecuentes. Un avance de 85 a 90% es considerado habitualmente como bueno (figura 5). Segn ello el nuevo frente presentara fondos de barreno, culos de longitud de un 15% a un 10% de la longitud barrenada. Menores avances suelen producirse por cueles defectuosos generalmente.

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Existen casos (figura 6) donde la presencia de lisos puede dar avances mayores a la longitud perforada, bien por descuelgue, o bien por trabajar la fisura como cara libre al fondo. El avance de una pega, aunque algunos autores, tal vez excesivamente tericos y poco prcticos, pretendan relacionarlo con la seccin, depende de un gran nmero de factores, p,e.: Longitud de la deslizadera de la mquina. No se empalman barras para avance horizontal salvo en taladros vacos de cuele; El lmite lo marca la desviacin y maniobrabilidad del operario en caso de martillo manual y empujador. Tipo de roca desde el punto de vista de sostenimiento. Seccin de la galera Ciclos de carga de explosivo, disparo, ventilacin y carga de escombro y su encaje en los relevos de trabajo junto con los ciclos de sostenimiento. Para cueles en cua el avance queda marcado por la posible angulacin de la herramienta. Nivel de vibracin admisible sobre el entorno. Tipo de roca desde el punto de vista de: Dureza ................, Rotura Abrasividad ............ Afilados Esponjamiento .......... Cargas enteras El avance debe determinarse por lo tanto en funcin de muchos parmetros y debe disearse el que produzca un conjunto de operacin ms econmico, que normalmente no coincide en absoluto con el mximo alcanzable. El encaje de ciclos es la premisa bsica en toda obra de interior.

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4. PROYECCIONES Aparentemente las proyecciones pueden carecer de importancia en una obra de interior y de hecho hay tcnicos que as lo consideran. En ningn caso esto es cierto. Generalmente dispondremos en la galera o tnel de elementos susceptibles de ser daados por ellas; tales como tuberas de ventilacin, tuberas de aire, tuberas de agua, entibacin, lneas elctricas, etc Aunque estas no existieran, cualquier elevacin en la proyeccin debe considerarse como un derroche de explosivo y en consecuencia un encarecimiento de la operacin de voladura. Las operaciones de interior suelen dejarse habitualmente en manos directas de personal en el que es frecuente la frase: Retacar con Goma En interior no se retaca. El retacar con Goma significa cargar los barrenos hasta la boca con un sobrecoste de explosivo y una prdida de energa de trabajo de gases por no existir el retacado. En el caso de no retacar nos encontramos tambin, aunque no sobrecarguemos, con una notable prdida de la capacidad del explosivo para producir trabajo. En ambos casos adems se producen unas excesivas proyecciones o bocazos a partir de los barrenos.

5. CUELES. CLCULOS Y ESQUEMAS Vamos a comentar a continuacin algunas frmulas de clculo para diferentes tipos de cueles: Es preciso darse cuenta de que estas frmulas, bacos y clculos, no incluyen factores como tipo y calidad de roca, fisuracin, diaclasado, etc, que en muchas ocasiones son los factores primordialmente bsicos a tener en cuenta. Por tal motivo la aplicacin de las mismas solo puede representar un valor de tanteo aproximativo, y la correccin hasta encajar la optimizacin es funcin de la experimentacin. A los fenmenos fsicos se los trata de encajar en modelos matemticos, pero es indiscutible que para ello, hay que olvidarse de algunos parmetros, bien por desconocimiento de los mismos, bien por simplificacin o difcil valoracin.

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Con frecuencia se olvida esto, y se confa en la "veracidad" de la frmula a ultranza lo cual suele traer malas consecuencias prcticas. Si el tcnico llega a ver en el clculo la solucin para todo tendra la experiencia prctica algn valor? Por todo ello, frmulas y bacos tienen su importancia, siempre con las debidas reservas, y con conocimiento de su alcance, pero sin olvidar todo lo que puede ensearnos la experiencia, propia o ajena. Por ello, y tras de comentar en este apartado frmulas y bacos, damos a continuacin una serie de esquemas prcticos, de trabajos reales en rocas reales, que se han ejecutado o se vienen ejecutando con buenos resultados.

5.1. Cueles de barrenos paralelos Contemplaremos aqu el caso del disparo de un barreno usando como cara libre otro prximo a l descargado (figura 7). Sea: l = Kg/m.l. de explosivo en el barreno cargado para conseguir la rotura. A = distancia del barreno vaco al barreno cargado, entre centros, expresado en metros. v = ngulo indicado en la figura = dimetro del barreno vaco en metros. Segn Langefors, en su texto Voladura de Rocas admite: l= 0.55( A / 2)

(senv ) 23

De la figura se desprende que, senv = con lo que:

2A

,

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l=

0.55( A / 2) 2 2A 3

Un caso de aplicacin es el cuele Coromat disparando hacia un taladro central doble con las siguientes caractersticas: = 0.1 m; es decir, /2 = 0.05 m A = 0.15 m

La concentracin de carga precisa l sera segn nuestra frmula:

l=

0.55( A / 2) 2A 3 2

=

0.55(0.15 0.05) 0.05 0.15 3 2

= 0.2857 Kg / ml

La realidad es, que en este caso la concentracin lineal de explosivo viene a encontrarse entre los 600 q/ml a los 1000 q/ml, es decir, entre 2,5 y 3,5 veces la calculada, Esta frmula adems aparenta plantear el que aumentando la concentracin lineal de explosivo pueden reducirse los dimetros de los taladros vacos o aumentarse las distancias a los mismos. Esto no es totalmente cierto. Muchos esquemas de cuele utilizan distancias cortas entre barrenos para usar en el arranque cargas suaves que eviten robos de carga a otros barrenos. Podemos decir que como tnica general, cuando los barrenos se disparan hacia uno central de mayor calibre debe cumplirse que > 2.5 d siendo: : el dimetro del taladro vaco y d: el dimetro del taladro cargado La distancia entre centros puede ser A 1.5 . Esto plantea una piedra a los barrenos cargados de cuele igual al dimetro del taladro central. En los barrenos de contra-cuele, la piedra a usar puede ser igual al ancho de las caras libres dejadas por el cuele, o como norma

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general, aumentar al doble la piedra del cuele, es decir: A 2 . Analicemos el cuele de la figura 8, que podra ser representativo para una roca caliza donde se ha perforado un barreno central en aproximadamente 5", siendo los barrenos de destroza de 2". Esta forma de perforacin podra ser la habitual ejecutada con un Jumbo de perforacin. Suponemos barras de 3,60 m. y una perforacin de 3,10 m., contando con 0,50 m. entre pica y centralizador. Si se supone un rendimiento en avance del 90%, la pega avanzara aproximadamente 2.80 m. Los barrenos de cuele podran ir cargados de la siguiente forma:

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Cartuchos en 40 mm x 240 mm Peso por cartucho (Goma 2E-C) 400 grs. Retacado = 0,50 m Longitud de caa a cargar = 2.60 m Forma de carga = atacado suave Cartuchos por barreno = 8 Carga por barreno = 3.2 Kg Concentracin lineal = 3.2/3.1 1 Kg/ml Carga total del cuele = 3.2 x 4 = 12.8 Kg Volumen arrancado por el cuele = (0,0703 - 0,0123) x 2,8 = 0,1625 Kg/m3 Consumo especfico en cuele = 19.69 Kg/ m3

Supuesta igual carga para los barrenos de contra-cuele (4,5,6,7) se tendra:

-

Volumen arrancado en contra-cuele = 0,1326 m3 Consumo especfico en contra-cuele = 24,13 Kg/m3, ms elevado que en el cuele

Podramos entonces seguir dos caminos, pues parece absurdo sobrecargar an ms el contracuele que el cuele. Un camino sera aumentar la piedra de los barrenos del contra-cuele y otro bajar su carga. Entre ambos es ms seguro rebajar un poco la carga del contra-cuele, antes que dar mayores piedras a los barrenos del mismo.

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Consideremos ahora la seccin arrancada por el barreno 0. Esta ser el rea del tringulo 0AB menos la mitad del rea del taladro central:

S=

A2

1 2 2 4

S=

0.125 0.1875 1 0.0156 2 2 4

S = 0.0117 0.0061 = 0.0056m 2El rea del taladro central es 0,0123 m2 y la relacin entre ambas, 2.19 Esto querra decir que la roca arrancada por el barreno 0, esponjada un 100% podra salir a travs del taladro central. Esto podra expresarse por:

A2

4

21 2 24

> 2 ; es decir

2 >2 4 A

Esta condicin garantiza que la roca puede ser expulsada por el hueco que representa el taladro inicial abierto. Haciendo:

2 =2 4 A

Tendramos que

=

2A

(condicin

bsica que podra representarse segn la figura 9). Esta recta coincide con la AB de la figura 10, en cambio la condicin A = 1.5 nos dara la recta AC aproximadamente de la figura 10, rebajando an ms la zona de trabajo.

Veamos algunos tipos de cueles de barrenos paralelos:

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Cuele Sarrois (figura 11) Este cuele utiliza un barreno central totalmente vaco. Contra l trabajan todos los barrenos, pero adems, por la disposicin de las cargas en ellos, todas las partes vacas de las caas de los barrenos actan tambin como barrenos vacos. Este es un cuele muy usado en galera en roca en minas de carbn, donde suele estar estandarizado. Su perforacin es sencilla y puede ejecutarse con plantilla y la carga es fcil usando un atacador sencillo con marcas de posicionado de los barrenos. Los resultados son excelentes en general y las cargas operantes son muy bajas. Por ejemplo, para un avance de 2.40, perforacin con barrena de 38 mm, en roca dura, podra usarse d' = d = 0,15 - 0,20 m. La longitud total de barreno de 2.40 nos dara 3 partes de 0,80 m, que podramos cargar con Goma en 32 mm x 200 mm con 3 cartuchos por carga y 0,20 de retacado. De acuerdo con ello:

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Carga total del cuele = 24 cartuchos = 5.16 Kg Volumen arrancado: 0,4 x 0,4 x 2.4 x 0.9 = 0.345 m3. Consumo especfico en cuele: 14.93 Kg/m3 (menor que el caso de un solo taladro).

Para roca blanda, manteniendo el esquema se podra usar Goma en 26 x 400. Entonces:

-

Carga total del cuele = 12 cartuchos = 3.420 Kg Consumo especfico en cuele: 9,91 Kg/m3.

Cuele Sueco (figura 12): Utiliza en este caso 3 barrenos vacos y el resto con carga total. Los barrenos 0 trabajan pues hacia ambos lados por lo que es muy importante su centrado. Cuando la roca es muy dura suele utilizarse una variable consistente en alargar

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la dimensin del cuele. Entonces la fila central alterna de barrenos cargados y vacos produce un precorte que crea cara libre a los tiros 1, que frecuentemente se perforan acuados.

Cuele Coromat (figura 13): El taladro central vaco est formado por dos barrenos solapados. El motivo de hacerlo as es para poder usar en su perforacin bocas de no excesivo tamao para el martillo. Adems, esa forma evita el movimiento de la plantilla al perforar los tiros de cuele (figura 14). La forma de trabajo de este cuele se indica en la figura 15. Es un cuele de fcil perforacin, sobre todo con el empleo de plantilla y produce muy buenos resultados. La figura 16 indica sus dimensiones normales para roca media con perforacin de taladros centrales en = 51 mm, y barrenos en 38 mm. En cualquier caso podramos enumerar aqu un gran nmero de cueles con nombre propio, conocido por su uso corriente. Pero todos ellos responderan a un mismo principio. Como podremos por lo tanto decidir cual es el tipo mejor de cuele?

Si hacemos esta pregunta a personas que han venido ejecutando trabajos en galera nos encontraramos respuestas de todo tipo y totalmente dispares y todas llevaran como frase final un "a m me fue muy bien en este o aquel trabajo". Esto es totalmente cierto, pero estas aseveraciones estn basadas en experiencias concretas que reunan un lugar, una seccin tipo, unos equipos de perforacin y, no nos olvidemos, unos hombres que se acostumbraron a un trabajo sistemtico.

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Por principio el mejor cuele ser el que conozcamos por haberlo usado, frente a la opinin del barrenista que us otro o del encargado que en tal o cual obra trabaj con otro diferente. Creemos que el planteamiento a hacerse debe ser razonablemente tcnico, empezando por analizar cada sistema de cuele planteado, en cuanto a su forma de trabajo se refiere, frente a la roca que nos vamos a encontrar y los medios de que disponemos. Muchas veces el mximo avance no es el factor determinante, si ste est limitado por caractersticas constructivas. El ahorro de explosivo a primera vista parece importante, pero los volmenes de roca arrancados por el cuele son pequeos. Para una seccin de cuele de 0,40 x 0,40 m, pasar de un consumo de 15 Kg/m3 a 30 Kg/m3 supondra, para un tnel de 1.000 m, de longitud un consumo de explosivo doble en el cuele, pero en el total de la obra nos encontraremos con que en el cuele, se han consumido en el primer caso 2400 Kg. de explosivo frente 4800 Kg, en el segundo, que a una media de 1,2 /kg significa una cifra inferior al medio milln de pesetas. Cifras muy superiores a sta pueden ser ahorradas con un adecuado encaje de ciclos o tan solo con una correcta supervisin. Todos los factores son importantes, pero creemos tan importante valorarlos como no desenfocar su valor. Podemos advertir unas premisas para una seleccin de un cuele, adems de otras tcnicas posteriores. 1. Ejecutable con facilidad con los equipos disponibles (evitar cambios de bocas o barrenas) 2. Conocido y/o aceptado por el personal 3. Que consiga un rendimiento aceptable Es prctica muy corriente disear en el papel un cuele (o esquema de voladura completo), que, a veces no se parece en nada al esquema que luego se realiza en el tajo, por falta de supervisin, no consiguindose entonces los resultados deseados. Entonces empiezan los cambios, modificando, como primera medida, el cuele y cayendo en el mismo defecto comentado. Aconsejamos comprobar que el cuele se realiza exactamente igual al proyectado, e incluso ensayarlo disparndolo aislado y tiro a tiro, lo que nos permitir el ajuste de cargas y distancias entre barrenos.

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Ajustadas estas, cualquier modificacin posterior deber ser introducida solo en casos muy especiales. Por el sistema cclico del trabajo, ste debe ser muy sistemtico, consiguiendo de esta forma los mejores rendimientos del equipo, que es el punto clave de la operacin por excelencia. En cueles paralelos hay que tener en cuenta que no se logran los mejores resultados con los explosivos ms potentes ni las cargas ms elevadas. Recordemos que en rocas blandas y elsticas dan excelentes resultados los explosivos lentos. As por ejemplo, es corriente el uso de Nagolita en interior, en minas de yesos o sales potsicas en avances de 7 mts, en galera.

Las sobrecargas pueden producir el lanzamiento y sinterizacin contra el frente opuesto de la roca arrancada, o la rotura contra otros barrenos cargados, que resultarn contra- producente, pues esta fisuracin reducir su capacidad de trabajo (figura 17). As, un exceso de carga en el barreno 0 de la figura 17, que produzca fisuras en los barrenos 4 y 2 anexos, disminuir su capacidad de trabajo.

5.2. Cueles en cua En los cueles en cua utilizamos bsicamente como cara libre el frente de la galera. De esta manera perforamos barrenos angulados en el frente, siempre que el ancho de la galera lo permita. Con esta base existen muchas formas de cuele incluso con combinaciones con sistemas paralelos (cremallera) ms o menos sofisticados. Para este tipo de cueles cabe en principio fijar dos condiciones: a) Que el ngulo de los barrenos con respecto al eje del tnel sea superior a 30

> 30b) Que la piedra en el fondo expresada en m, no sea superior al 75% del dimetro de perforacin expresado en pulgadas

v 75% (Ver figura 18).De esta forma el arranque en fondo queda

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garantizado. El esquema usado puede ser cuadrado, usando el mismo espaciamiento que piedra, y en cuanto al retacado usado R, puede utilizarse como norma el realizarse desde el punto donde la normal al taladro alcanzara el mismo valor que esta longitud de retacado. Estos tipos de cueles precisan de menores cantidades de explosivo que los anteriores, pero su forma de arranque produce unas elevadas proyecciones por lo que son poco usados donde esto puede representar un problema para entibacin o labores auxiliares. Las variedades ms usuales de cueles con esta base son:Cuele en abanico (figura 19):

Resulta especialmente complicado pues nos encontramos con barrenos de distinta longitud y distinto ngulo que adems han de ser paralelos entre s en la seccin. Tambin han de ser diferentes los retacados de cada barreno. Por otro lado, para conseguir la cooperacin en el arranque entre barrenos, hemos de disparar los abanicos con igual nmero de detonador; con ello la carga operante resulta elevada desde el punto de vista de las vibraciones producidas por la voladura y la fragmentacin de la pega adems no suele ser buena. Este cuele puede hacerse al piso (figura 20).

Cuele en V o cuele en cua (figura 21): Este cuele es similar en principio al anterior y su forma de trabajo es la misma que la de apertura de una zanja en el frente del tnel. Al igual que el anterior presenta similares inconvenientes, y considerar que los barrenos se encuentran

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en lneas verticales sobre el plano del eje de la galera es pura teora. Las cargas operantes se duplican, pues es preciso realizar el disparo de dos en dos filas simultneamente. El ngulo base del cuele, puede cerrarse en el contra-cuele por debajo de esos 30. La figura 22 muestra otros dos cueles de este tipo ms realistas, que no pretenden unir los barrenos en una lnea.

Cuele Bethune (figura 23): Es una combinacin de cua con abanico al piso. Es un cuele especialmente complicado.

Adems de la complicacin del abanico tiene la doble angulacin de los taladros. El hecho de "abanicar" o "acuar" hacia piso es tratar de que la proyeccin de la pega se realice contra l, evitando las proyecciones contra elementos de entibacin, tuberas, etc.

Las figuras 24 y 25 muestran dos cueles en abanico usuales (por cortesa de HUNOSA) en galera con avances de 1.50 y 2 m.

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Al igual que en los cueles paralelos podramos hablar de otros cueles con nombres distintos, pero todos estaran basados en el mismo principio de funcionamiento. 6. DESTROZA Una vez realizado el cuele dispondramos en el frente de una abertura hacia la cual iramos disparando los barrenos de la destroza. En teora esto sera un banqueo hacia este hueco. En un banqueo normal el piso de emboquille es la horizontal y ahora este "piso" es el frente del tnel (figura 27). En teora podramos aceptar los clculos de piedra y espaciamiento usados para voladuras a cielo abierto con las relaciones: V= E = 1.25 V No obstante hemos de hacernos las siguientes consideraciones:

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La destroza no suele ser una sola corona. Por regla general nos encontramos con 2 o ms de 2. El hueco abierto por el cuele no es exactamente igual a un frente libre de un banco. Es todava un hueco relativamente pequeo. Mientras en la zona superior del cuele B, la gravedad trabaja a nuestro favor en el arranque, en la zona baja A, hemos de considerar que esta trabaja en contra nuestra. Los medios de carga y transporte en interior exigen granulometras ms reducidas que en exterior.

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Todo ello nos lleva a pensar en una sobrecarga de estos barrenos, esto es, a un fuerte incremento del consumo especfico de explosivo, que se consigue con una disminucin de los parmetros E y V (reduccin de esquema), una disminucin del retacado (aumento de caa cargada) y un mejor atacado, que aumente la densidad de carga en los barrenos. Podemos pensar por ejemplo, comparar un barreno en banco con 2", y con tres metros de altura, con un barreno de destroza en 2" de 3 m. de longitud.

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Banqueo Destroza Item () 2.00 2.00 Lp (m) 3.60 3.00 Retacado (m) 1.00 0.50 C. Fondo (m) 1.60 1.50 C. Columna (m) 1.00 1.00 Item Banqueo P. Goma (Kg) 3.50 P. Amonita (Kg) 1.39 Vv (m3) 18.00 Destroza 3.59 1.59 6.61

Item Banqueo Destroza Hb (m) 3.00 3.00 Avance (m) 3.00 2.70 Vmx (m) 2.00 1.40 (0.7x2) Emx (m) 3.00 1.75 (0.7x2x1.25) Grado ret. Goma 1.10 1.20 Item Banqueo Grado r. Amo. 1.10 C. Total (Kg) 4.89 C. Esp (Kg/m3) 0.27 Destroza 1.20 5.18 0.78

Vemos que el consumo especfico es mucho ms elevado por estos motivos. Adems como dijimos, las condiciones geomtricas del tnel obligan a veces a incluir en la pega barrenos adicionales que incrementan este consumo. Por ello, el sistema de fases en un tnel (galera, destrozas laterales y banqueo al piso) suele reducir costos por concepto explosivo, frente a la voladura completa, aunque incrementa otros. Es costumbre habitual cargar todos los barrenos con explosivos gelatinosos de alta potencia, pero la realidad es que en general puede aplicarse una carga selectiva, utilizando explosivos ms econmicos, de menor densidad. Posteriormente se anexan algunos esquemas de voladura en tnel completos. En las destrozas en tnel imperaba hace 15 aos una tendencia, en grandes secciones, al empleo de elevados calibres de perforacin, que daban lugar a grandes esquemas (2 - 3). Los problemas de vibraciones y la aparicin en el mercado de los nuevos equipos hidrulicos ha modificado estos conceptos tendindose. hoy da a pequeos dimetros de perforacin con esquemas ms reducidos. 7. RECORTE Volada la destroza, nos queda an por arrancar la corona de recorte y zapateras hasta conseguir la seccin definitiva (figura 28) . A la voladura de los tiros de perfil se le llama siempre "el recorte" aunque la separacin entre barrenos sea tan grande en muchas ocasiones y la carga tan elevada, que en nada tenga que ver con la acepcin de la palabra, pero en todos los casos, salvo excepciones por problemas de vibraciones, todos los barrenos R se suelen disparar de forma instantnea.

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No obstante si se desea obtener el perfil terico sin sobre-excavaciones ni resaltes, la aplicacin de recorte propiamente dicho, es precisa (recordar punto 2.1.5). El recorte se realiza en general con cargas de baja concentracin lineal, para lo que se usan cargas espaciadas, generalmente dispuestas en caas de plstico rgido o cargas lineales continuas (cordones detonantes). Tambin en este caso se selecciona el explosivo de acuerdo con la calidad de roca. Siendo los dimetros de perforacin en tnel comprendidos normalmente entre 36 a 51mm, las concentraciones lineales de carga suelen encontrarse entre 100 200 g/m.l., con espaciamientos entre barrenos entre 0,20 y 0,50 m. Como podemos ver, tales concentraciones suelen ser un poco mayores que las usadas a cielo abierto, tambin por razones de fragmentacin. Es de uso corriente los barrenos gua en las curvas muy pronunciadas o ngulos. Los espaciamientos se reducen para conseguir la seccin terica curva y no una poligonal. La piedra empleada para el esquema de recorte suele ser del orden de 1 a 1.5 veces el espaciamiento entre los taladros.

8. ZAPATERAS Son los barrenos de piso, representados por Z en la figura 28. En ellos suele emplearse: E = V = 0.7 d E y V en metros y d en pulgadas). Este tipo de barrenos se encuentran en su salida con el peso del escombro sobre la roca a arrancar y por ello adems de cerrar el esquema (E = V) suelen ser sobrecargados, sin usar para ellos carga de columna. Los extremos son llamados zapateras de esquina y disparados con el ltimo retardo. Estos barrenos se pinchan en el piso para evitar repis y rebajes posteriores y poder regularizar el piso en todo caso con relleno. En ocasiones las zapateras de esquina pretenden abrir cuneta.

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9. ESQUEMAS Vistas por separado cada una de las fases de voladura para galera, damos a continuacin algunos esquemas utilizados en diferentes voladuras. Fig - 29,30,31 Cueles y esquema de voladura usados en la autopista de Pancorbo (cortesa de CAVOSA) en voladuras a seccin completa; explosivo utilizado Goma 2E-C en 26 mm. Avance 3 m.

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Fig - 32,33,34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 Esquemas utilizados en galeras de mina de carbn (cortesa de HUNOSA); cartuchos de explosivo en 26 x 200 mm. En la figura 40, la roca es pizarra.

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Figuras 41, 42: Esquemas en galeras de sal. Avance 3 m. Carga de explosivo en 26 mm (Goma 2E-C).

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Figuras 44, 45 Esquemas en galeras de caliza con diferente posicin de barrenos y secuencias. Figura 44:

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Explosivo: Goma 2 EC en 26 x 200 mm Longitud perforacin: 1.60 m Cuele: 8 cartuchos barrenos con 2

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Contra-cuele y destroza: 20 barrenos con 3 cartuchos Recorte: 14 barrenos con 2.5 cartuchos Zapateras: 5 barrenos con 4 cartuchos.

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Figura 45:

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Explosivo: Goma 2 EC en 26 x 200 mm Longitud perforacin: 1.60 m Cuele: 8 cartuchos barrenos con 2

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Contra-cuele y destroza: 19 barrenos con 3 cartuchos Recorte: 11 barrenos con 2.5 cartuchos Zapateras: 5 barrenos con 4 cartuchos.

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Figuras 46, 47 Estos esquemas indican cueles tipo Sarrois.

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10. TUNELES POR FASES. En grandes secciones es muy corriente la ejecucin por fases, esto es, no realizando la pega a seccin completa, sino ejecutando una galera primera (o varias) y realizando posteriormente las destrozas laterales y banqueos al piso. Las galeras de avance pueden ejecutarse en clave, centro o base del tnel principal (figura 48). En cualquiera de los casos, esta galera representa un cuele a lo largo de todo el tnel y en l nos apoyaremos para la excavacin restante, que podr ejecutarse en una o varias etapas, en funcin del sistema de ejecucin o sostenimiento planteado. Dentro de estas posiciones, la A es la ms usual, realizando posteriormente el resto de la excavacin en 2 etapas: I y II de la figura 49.

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Esta forma de trabajo es de uso muy corriente en construccin de tneles .

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