Voladura Controlada 2

Voladura Controlada

Efectos de diaclasamiento de la roca en la voladura convencional de túneles y

galerías de minas

Factores que provocan sobreexcavación y caída de rocas

Mal dimensionamiento de las áreas a excavar.

Voladura sobredimensionada.

Diseño de malla inapropiada a la condición de la roca.

Inapropiada selección del explosivo, según el tipo y condición de la roca.

Con Voladura Convencional

Aproximadamente 1,5 m de influencia

Dañosdespués deldisparo

Consecuencias

Fragmentación irregular : Excavabilidad y acarreo

lentos (ciclo de carga deficiente).

Bolonería excesiva : Voladura secundaria (riesgo y costo

negativo).

Consecuencias

Dilución del mineral : Pérdida de valor económico.

Sobre excavación : Sostenimiento adicional (elementos

e instalación).

Recuperación metalúrgica: Sobrecosto de

conminución (consumo de energía e

insumos).

Reducción del factor de acoplamiento perimetral para limitar la sobrerotura y costos de sostenimiento posterior al disparo.

(Voladura controlada y amortiguada)

Medidas de solución

Incremento de energía y del factor de acoplamiento en el núcleo del túnel o del tajeo para reducir la granulometría de fragmentación.

(Voladura eficiente)

Voladura Controlada

Es un método especial que permite obtener superficies de corte lisas y bien definidas, al mismo tiempo que contribuye a mejorar su estabilidad, aspecto muy importante en trabajos subterráneos de orden permanente, para prevención de desplome de techos y otros riesgos, y en superficie para la estabilidad de taludes en corte de laderas.

Voladura Controlada

Consiste en el empleo de cargas explosivas lineares de baja energía desacopladas y colocadas en taladros muy cercanos entre sí, que se disparan en forma simultánea para crear y controlar la formación de una grieta o plano de rotura continuo, que delimite la superficie final de un corte o excavación.

Objetivo

El objetivo de aplicar la técnica de Voladura Controlada es evitar el rompimiento de la roca fuera de límites previamente establecidos, es decir evitar la sobrerotura (overbreak).

Es trabajar con seguridad, es decir después de la voladura se debe obtener zonas más estables y seguras.

Influencia entre 0,20 y 0,50 m

Con Voladura Controlada

Estabilidaddespués deldisparo

Teoría del método

Una carga explosiva crea, al detonar, grietas radiales en una zona adyacente en la que la roca se triturará y se pulverizará.

A esto se le denomina:

Fisuramiento radial.

Teoría del método

Cuando son dos las cargas que se disparan simultáneamente, se producen esfuerzos de tracción complementarios, perpendiculares al plano axial.

Teoría del método

Las tracciones generadas en ese plano superan la resistencia dinámica a tracción de la roca, creando un nuevo agrietamiento y favoreciendo la propagación de las grietas radiales en la dirección de corte proyectado.

Teoría del método

Estas grietas se amplían y extienden bajo la acción de cuña de los gases de explosión que se infiltran en ellas.

La propagación preferencial en el plano axial junto con el efecto de apertura por la presión de los gases permiten obtener un plano de fractura definido.

Zona de tensión

Zona de tensión

Taladro Taladro

E x c a v a c i ó n

R o c a e s t a b i l i z a d a

Diferencias entre Voladura Convencional y Voladura Controlada

Relación de espaciamiento a burden: E = 1,3 a 1,5 B.

Uso de taco inerte.

Relación de acoplamiento máxima de 1,2 a 1.

La carga de explosivo ocupa los 2/3 de la longitud del taladro.

Taco inerte para mantener al explosivo dentro del taladro, no para confinarlo.

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

Explosivo de mucho menor diámetro que el del taladro.

Carga explosiva lineal distribuida a todo lo largo del taladro.

Empleo de explosivo de baja velocidad y brisance.

Disparo de todos los taladros de la voladura siguiendo un orden de salida, espaciados en tiempo de acuerdo a un esquema de secuencias.

Disparo simultáneo de todos los taladros de la línea de corte, sin retardos entre sí.

Empleo de explosivo con el mayor brisance y empuje dentro de la relación energía/costo.

Diferencias entre Voladura Convencional y Voladura Controlada

Ventajas de la Voladura Controlada

Busca producir superficies de roca lisas y estables.

Contribuye a reducir la vibración de la voladura principal y la sobreexcavación.

Es una alternativa para la explotación de estructuras débiles e inestables.

Produce menor agrietamiento en la roca remanente.

Desventajas de la Voladura Controlada

Costo relativamente mayor que la voladura convencional.

Mayor tiempo de preparación en la obra.

En material detrítico incompetente o deleznable puede no llegar a dar resultados óptimos.

Condiciones Necesarias de Perforación

El diámetro de los taladros de contorno normalmente es igual a los de producción.

La precisión de la perforación 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.

Explosivos especiales de baja energía y velocidad.

La carga de columna debe de ser desacoplada (no atacada) para poder formar un anillo de aire alrededor del explosivo que amortigüe el efecto de impacto, absorbiendo parte de la energía de la explosión y debe de distribuirse a todo lo largo del taladro.

Condiciones Necesarias de Carguío

Condiciones Necesarias de Carguío

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

Es necesario sellar los taladros con tacos inertes para contener los gases y evitar que la columna desacoplada sea impulsada del taladro.

El disparo de todos los taladros del corte periférico debe serdebe ser simultáneo simultáneo, o máximo en dos o tres etapas de retardo muy cercanasmuy cercanas, de lo contrario el plano de corte puede no formarse completamente.

Usar explosivos de brisancia baja por ejemplo EXSACORTE, o dinamita EXADIT espaciada.

Condiciones Necesarias en el Disparo

Cuando se utilice el sistema Air deck con sólo carga de fondo y taco inerte, se requerirá un adecuado control para asegurar resultados y la roca debe de ser compatible con el método.

El uso de cordón detonante de alto gramaje (60, 80, 120 g/m). Reducirá la densidad de carga linear pero es muy costoso.

Condiciones Necesarias en el Disparo

Si se usan cartuchos convencionales de dinamita éstos deben de estar debidamente espaciados entre sí (normalmente una distancia equivalente a la longitud de un cartucho) iniciados axialmente con cordón detonante de bajo gramaje (3 g/m).

Cuando se usen agentes de voladura estos deben de ser de baja densidad, normalmente granulares, tales como el Solanfo.

Condiciones Necesarias en el Disparo

El espaciamiento entre taladros en una voladura controlada depende del tipo de roca y diámetro de la perforación.

Por lo general se puede partir de un valor de:

B/E = 1 ó B/E = 1,5

Relación entre Espaciamiento y Burden

Para taladros de contorno con diámetros de perforación entre 32 y 51 mm se recomienda la siguiente tabla práctica:

Diámetro detaladro(mm)

Diámetro detaladro(mm)

Diámetro deexplosivo

(mm)

Diámetro deexplosivo

(mm)

Carga lineal(kg/m)

Carga lineal(kg/m)

Espaciamiento

(m)

Espaciamiento

(m)

Burden

(m)

Burden

(m)

3232

51511717

25250,2200,220

0,5000,5000,40 a 0,600,40 a 0,60

0,65 a 0,900,65 a 0,900,55 a 0,750,55 a 0,75

0,80 a 1,200,80 a 1,20

Control de Carga Lineal

EXSACORTE: En tubos plásticos acoplables.

SOLANFO: Con el método llamado Tracer.

EXADIT : Cartuchos de dinamita espaciadas con madera o caña y cordón detonante de bajo gramaje ubicado a lo largo del taladro.

Tipos de Explosivos para Voladura Controlada

Taladro con carga convencional, con explosivo de baja potencia (EXADIT) sin atacar y con taco.

Carguío continuo de cartuchos de baja potencia y de diámetro pequeño.

Esquemas de Voladura Controlada

Cartuchos de Exadit

Cebo

Sección del taladro:

Esquema del carguío en taladros periférico con cartuchos de dinamita espaciada con material inertes o aire libre y cordón detonante a lo largo del taladro.

Esquemas de Voladura Controlada

Sección del taladro:

Espaciadores inertes

Taco inerte

Cordón detonante

Cebo

Cartuchos convencionales fijados a distancias determinadas sobre una media caña; diámetro del cartucho de 22 a 38 mm y diámetro del taladro 50 a 75 mm como ejemplo.

Esquemas de Voladura Controlada

SECCIÓN DEL TALADRO:

ESPACIOS VACÍOS

TACO INERTE

MEDIA CAÑA O CARRIZO CORTADO

CEBO

Sección del taladro:

Taco inerte

Cebo

Exsacorte

Taladro cargado con SOLANFO y cordón detonante de bajo gramaje axial en toda la columna, amarrado al cartucho cebo e iniciado con detonador no eléctrico (TECNEL).

Esquemas de Voladura Controlada

Taco inerte

SolanfoCebo

Sección del taladro:

Evaluación Evaluación de de

Resultados Resultados en la en la

Voladura ControladaVoladura Controlada

Perfil de excavación

FallaFalla

• Ninguna.• Ninguna.

MotivoMotivo

• Ninguna.• Ninguna.

SoluciónSolución

• Ninguna.• Ninguna.

Perfil de excavación

Falla

• Sobre- excavación general.

Motivo

• Sobrecarga.• Fila anterior de taladros sobrecargados.

Solución• Disminuir carga.• Aumentar el espaciado.• Distanciar fila anterior.• Aumentar tiempo de retardo entre filas de voladura primaria.

Perfil De excavación

Falla

• Sobre- excavación alrededor de los taladros.

Motivo

• La presión de tala-dro es superior a la resistencia diná-mica a compresión de la roca.

Solución

• Disminuir la densidad lineal de carga y aumentar el desacoplado.

Perfil De excavación

Falla

• Roca sobre- saliente entre los taladros.

Motivo

• Espaciado excesivo entre taladros.

Solución

• Reducir el espaciado entre taladros.• Aumentar ligera- mente la carga.

Carguío de frente con el uso de explosivos muy potentes con espaciadores

Taco Inerte

Espaciador Cebo

Acercamiento del carguío de las alzas

Confinamiento de la Carga Explosiva al Fondo

3,35 m

1,75 m 1,60 m

Carga de columna

Carga de fondo

Cuellosin cargar

1,75 m

1,60 m

3,35 m

Zona de fragmentaciónmenuda por la concentración

de la masa explosiva

Zona de bancosPor la falta de Masa explosiva

Alternativa de Carguío

3,35 m

0,70 m 2,60 m

Tacoinerte

Cartucho de dinamita Espaciador Cebo

Esquema de Carguío

3,35 m

2,35 m 1,00 m

Cebo Carga

de columnaCuello

sin cargar

Alternativa de Carguío

3,35 m

0,70 m 2,60 m

Tacoinerte

Cartuchos de dinamita Exadit cargados en forma continua

Cebo

Para un taladro de = 45 mm

ANFO ( = 45 mm)

Semexsa 80 ( = 22 mm)

Emulsión ( = 22 mm)

Exadit ( = 22 mm)

1 m