tema 16 mg voladura subterranea
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VOLADURA DE ROCAS EN VOLADURA DE ROCAS EN MINERÍA SUBTERRÁNEAMINERÍA SUBTERRÁNEA
Ing. JUAN CAIRO HURTADO
CERTIFICACION MINERA CM001 MINERIA SUBTERRANEA 3
Mina Subterránea
En el diseño de voladuras, las características físicas, químicas y mecánicas de las rocas, así como la estratigrafía y los rasgos estructurales del macizo rocoso, juegan un papel importante para determinar la geometría de la voladura, el consumo específico y la regulación de los tiempos de retardo tanto en voladuras a cielo abierto como subterráneas, pero también el consumo de aceros de perforación y las molestias sobre la comunidad y el entorno. Los elementos básicos de geología que tienen incidencia en la perforación y voladura son:
1)Las características físicas y mecánicas de las rocas que conforman el macizo rocoso, 2)La estratigrafía, esto es, la presencia de estratos menos resistentes, y eventualmente más delgados, y presencia de cavidades.
3) Los rasgos estructurales, esto es, la presencia de planos de estratificación, diaclasas principales y secundarias, en lo que tiene que ver fundamentalmente con sus actitudes.
Otro parámetro que debe tenerse en cuenta en un diseño racional, está obviamente, asociado con los objetivos de la voladura; este otro factor puede conllevar a modificar los diseños en virtud a favorecer la granulometría a lograr, así como a evitar la dilución del material a remover.
El principio de una buena voladura se fundamenta en una buena supervisión al proceso de perforación..
Se denomina voladura a la acción de fracturar la roca mediante el empleo de explosivos, sin embargo, también se emplea ese término como sinónimo en las demoliciones con explosivos y en general, a todas aquellas acciones en las que intervenga explosivo.
Inicialmente, se empleó la pólvora negra como material explosivo para voladuras, posteriormente, a medida que se desarrollaba la industria química se empleó la nitroglicerina y el TNT (Trinitrotolueno), actualmente se emplean como explosivos comerciales a los hidrogeles, emulsiones, anfo pesado, etc.
definicióndefinición
Para la realización de la voladura de roca en cantera o la voladura de banco, se realiza un taladro denominado barreno en el que se introduce un iniciador, que puede ser un detonador, mecha o cordón detonante, el explosivo, todo ello se tapa mediante un tapón de arena o gravilla denominado retacado.
Las voladuras de túneles y galerías se realizan con la misma técnica minera, sólo que variando la orientación y disposición de los barrenos.
FACTORES QUE INFLUYEN EN FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VOLADURALA VOLADURA
1.- EXPLOSIVOS: Un explosivo es una mezcla de sustancias o productos, unos combustibles y otros oxidantes, que iniciados debidamente dan lugar a una reacción muy rápida para la generación de gases y una gran producción de calor (reacción explosiva).
Cuando un cartucho detona, la generación de gases son aproximadamente 10.000 veces el volumen inicial del cartucho.
Para que haga el mejor efecto procuraremos que esté el cartucho lo más encerrado posible.
EXPLOSIVOS
Fósforo o chispa:Guías de seguridad:
Cuchilla
Punzón para preparar el cebo:
2.- MASA ROCOSA: Permite conocer las propiedades físico mecánica de las rocas frente a la reacción química de los explosivos.
Propiedades:
Esfuerzo comprensivo. Sc
Esfuerzo tensional
Módulos de Young
Relación de Poisson
Densidad de roca
Dureza , etc.
3.- GEOMETRÍA DEL DISPARO:
Se relaciona los parámetros principales como :
Trazos de perforación,
Mallas de perforación,
Secuencia de salida del disparo,
Longitud o profundidad del taladro,
El diámetro del taladro, etc.
• DEFINICIÓN .-Es un conjunto de taladros que se perforan en un frente y que tienen una ubicación, dirección, inclinación y profundidad determinados. Lo cual presenta numerosas alternativas de acuerdo al tipo de roca, al equipo de perforación, al tamaño de la sección a disparar
TRAZOS DE PERFORACIONTRAZOS DE PERFORACION
El trazo se hace con el objeto de:Distribuir los taladrosDeterminar el orden de la salida de los taladrosReducir los gastos de perforación y cantidad de explosivo.Obtener un buen avance.Mantener el tamaño o la sección de la labor uniforme.
OBJETIVOS DEL TRAZO
TIPOS DE TRAZOS:Trazo de Corte.- Son aquellos taladros que se ubican en la parte central de la sección, los cuales tienen la función de aperturar o agregar el número de caras libres del frente; siendo los taladros fundamentales para cada voladura, del éxito de la voladura de los taladros del corte depende el éxito de la voladura del frente; por lo tanto un buen corte dará lugar a un buen disparo.
Trazo de tanda.- Es el diseño que agrupa un conjunto de taladros de la voladura complementaria.
I.- TIPOS DE CORTE:
Hay varios tipos de corte, que reciben diferentes
nombres, según su forma, pero todos los tipos de corte
podemos agruparlos en tres:
A,- CORTES ANGULARES, se llama así a los taladros
que hacen un ángulo con el frente donde se perfora, con
el objeto de que al momento de la explosión formen un
cono de base (cara libre) amplia y de profundidad
moderada que depende del tipo de terreno; entre los
cortes angulares tenemos:
a.1.- CORTE CUÑA O CORTE EN V
Está formado por 2 ó más taladros que forman una “V”,
debe ser perforada en forma simétrica a ambos lados del
eje del túnel, separados por una distancia considerable,
tendiendo a encontrarse en la parte central.
El ángulo que forman los taladros con el frente varía de 60
a 70°.
Es preciso que la profundidad del cuele sea por lo menos
1/12 mas largo que la perforación del resto de taladros.
CORTE CUÑA O CORTE EN V
Ventajas:Menor consumo de explosivos.Perforación relativamente fácil.Trabaja bien en terrenos suaves y semiduros.Aplicable a secciones de hasta 6’x7’ .
Desventajas:El avance máximo que se puede alcanzar es el ancho de la galería.Cuanto más largo sea el avance se cae en desviaciones en la perforación.En terrenos duros se requiere mas perforaciones en “V”60-70°
a.2.- CORTE EN PIRÁMIDE
Esta formado por 3 ó 4 taladros que se perforan y tienden a encontrarse en el fondo. La voladura formará una abertura parecida a un cono o pirámide.
desventaja:
Dificultad en la perforación pues es difícil encontrar el ángulo agudo al fondo de la perforación.
CORTE PIRAMIDAL
• Esta formado por 3 o 4 taladros que se perforan y tienden a encontrarse en el fondo. La voladura formará una abertura parecida a un cono o pirámide.
CORTE PRIRAMIDAL O DIAMANTE
B.- CORTES PARALELOS
Este corte consiste en perforar tres o más taladros horizontales, que son paralelos entre si y paralelos al eje de la galería; cuanto más duro es el terreno, estos taladros deberán estar más cerca uno del otro. De los taladros que forman el corte o cuele, uno o más se dejan sin cargar con el objeto de que dejen un espacio libre (cara libre) que facilite la salida de los otros taladros que están cargados. El cuele de este tipo más usado es el corte quemado.
b.1.- CORTE QUEMADO
En estos cueles todos los barrenos se perforan paralelos y con el mismo diámetro. Algunos se cargan con gran cantidad de explosivo mientras que otros se dejan vacíos. Se requiere dejar suficientes taladros sin cargar con el fin de asegurar la expansión de la roca. Todos los taladros del cuele deberán ser 6 pulg. más profundas que el resto de los taladros del trazo.
CORTE QUEMADO OPARALELO
Ventajas:
Es ideal para terrenos muy duros.
Permite un buen avance.
Desventajas:
Tiene el inconveniente de que es difícil perforar los taladros tan cerca uno de otros y paralelos.
Requiere más explosivos que un cuele en “V”.
C,- OTROS CORTES DE PERFORACIÓN
C.OTROS CORTES DE PERFORACIÓN
TIPOS DE CORTE
• CORTE CUÑA• CORTE PIRAMIDAL• CORTE ESCALONADO• CORTE QUEMADO• CORTE COROMANT
EJEMPLOS DE CORTE QUEMADO
EJEMPLOS PARA LIMITAR EL EFECTO DE SIMPATÍA ENTRE LOS TALADROS
a b dc
a c db
TRAZOS DE ARRANQUE PARA TÚNELES
Talado de alivio Taladro cargado
LEYENDA
II.- TANDA
Es el disparo complementario llevado a cabo inmediatamente después del corte.
Los taladros de la tanda están constituidos por el siguiente grupo de taladros :
Taladros de Ayuda (2)Taladros Cuadradores (3)Taladros de Alza (4)Taladros de Arrastres (5)
TRAZOS EN UN FRENTE:
El trazo de perforación está formado por los taladros de: corte, ayudas, cuadradores , alzas, y arrastres. Los que se distribuyen en el frente de voladura. De los cuales el más importante es el corte, que está formado por 2 o más taladros dependiendo del tipo de corte adoptado.
DISEÑO DE UNA MALLALos trabajos perforación depende de un diseño de malla adecuado:
PARTES DEL TRAZO 1. CORTE2. AYUDAS3. CUADREADORES4. ALZAS 5. ARRASTRES
AYUDAS• Son aquellos taladros que sirven para
ampliar la cara libre formada por el corte, por lo general son taladros paralelos
CUADRADORESCUADRADORES
• Son aquellos taladros que permiten dar la forma lateral a la labor, son taladros que van ligeramente dirigidos hacia fuera de la sección, con la finalidad de mantener la sección del frente. Su número depende de la dureza de la roca y del tamaño de la sección.
ALZASALZAS
• Son aquellos taladros que van en la parte de la corona de la sección y también se perforan ligeramente dirigidos hacia el techo, para mantener la sección.
ARRASTRESARRASTRES
• Son aquellos taladros que van en el piso y tienen la finalidad de darle un acabado al piso de la labor, de acuerdo a la gradiente que se lleva, varían en número de acuerdo a la dureza de la roca y ancho de la labor.
Sección del taladro:
Espaciadores inertesTaco inerte
Cordón detonante
Cebo
Partes de un taladro
ESQUEMAS DE CARGA PARA DINAMITASESQUEMAS DE CARGA PARA DINAMITAS
3A
3A
3A 3A
DISEÑO DE MALLADISEÑO DE MALLAVOLADURA SUBTERRÁNEAVOLADURA SUBTERRÁNEA
15A15A
9A
9A
9A
9A
9A
9A
13A 13A13A
7A 7A 7A7A
5A5A
5A 5A3R
3R
6A6A
3,0 m
1,5 m
3,5 m
N° Taladros = 40 cargados + 2 de alivio
11A
11A
11A
11A
11A11A
11A
1R 1R
1A
1A
1A
1A
EJEMPLOEJEMPLO
MALLA DE PERFORACION:MALLA DE PERFORACION:
Diseño de malla de perforación Para la rampa
Diseño de malla de perforación para galería 700S (Minsur)
CARGUIO DE LOS TALADROS
CALCULO DEL NUMERO DE TALADROS
A. MÉTODO TRADICIONAL:
•Es el mas rápido usado para rocas suaves.
•NT = 1/3 ( A´ x B´)
•NT= Número de taladros•A = Ancho labor en pies•B = Altura labor en pies
B. MÉTODO EMPÍRICO
• Es el mas usado para rocas semiduras.
Nº de taladros = ( A´ x B´) x 10
EL NUMERO DE TALADROS
En general una regla práctica para calcular el número de taladros en una determinada sección se halla mediante la fórmula:
Donde:
A = Ancho del túnel (m) H = Altura del túnel (m)
N° Tal.= 10 A x H
C. MÉTODO PRACTICO
• Usado en rocas duras , medias y suaves.
• Nº = P/dt + C x S
• P = S x 4
Voladura Secundaria
• A. Con perforación de taladros (cachorros).
B. Con cargas superficiales (plastas, torpedos
Prepracion Del Cartucho Cebo
Preparación correcta del cartucho cebo
