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Movimiento de tierras.
Descripción de las actividades que integran el procedimiento de construcción de una obra de terracerías.
2.11 Procedimiento de construcción para trabajos de excavación en roca a cielo abierto
Objetivo: El alumno seleccionara adecuadamente el
procedimiento constructivo en trabajos de terracería.
Movimiento de tierras.
Tipos, propiedades y aplicaciones de los explosivos y artificios
Movimiento de tierras.
Descripción de las actividades que integran el procedimiento de construcción de una obra de terracerías.
Excavación en roca
Es el movimiento de una formación
que no puede excavar sin barrenos y
voladuras sistemáticos, cualquier piedra
de mas de 6.3 m3 se suele clasificar
como roca.
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Movimiento de tierras.
Descripción de las actividades que integran el procedimiento de construcción de una obra de terracerías.
Se suele utilizar los Bulldozers limitados
a movimientos cortos y roca fácil de
excavar. En ocasiones se utilizan para
mover rocas o piedras grandes cuando
no resulta económico barrenarlas y
volarlas.
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Barrenos para la excavación en rocas
Por lo general, antes de poder excavar en
roca hay que volarla en pedazos lo
bastante pequeños para poder manejar con
eficacia el equipo disponible.
Se hacen barrenos en la roca para colocar
los explosivos en los agujeros, con taladros
de percusion o rotatorios.
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Taladros o barrenas de percusión
Por lo general se utilizan para roca dura y
agujeros de diámetro pequeño, están
montados en vehículos autopropulsados
sobre carriles.
La perforación se suele hacer con brocas
seccionales de acero para brocas o
insertos de carburo que deben ser ambos
muy fuertes.
El tamaño de las brocas para los taladros
de percusión es unas 6 pulgadas.
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Taladros o barrenas de percusión
La barrena o broca primero tiene que
abrirse camino en la roca. Después hay
que ensanchar el agujero. A continuación el
material cortado se expulsa del agujero con
aire comprimido alimentado por un agujero
en el centro del acero o cuerpo de la
barrena y se descarga por agujeros en
ella.
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Taladros o barrenas de percusión
La mejor forma para determinar el
rendimiento de la barrena o broca es
examinar el cascajo. Deben ser pedazos
macizos y no polvo de roca, cuando el
cascajo es polvo es por que no se están
soplando los pedazos del agujero hasta
que la barrena los a triturado varias veces.
Esto ocasiona desgaste acelerado de la
barrena.
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Perforación rotatoria
La perforación rotatoria es mas adecuada
para agujeros grandes. Suele utilizarse
brocas entre 6 a 9 pulgadas de diámetro,
siguen el mismo procedimiento que los
taladros o barrenas de percusión.
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Voladuras
Es la fragmentación de las rocas por
medio de explosivos ubicados de
manera estratégica de tal manera que
la voladura sea limpia, precisa y los
fragmentos sean de las dimensiones
requeridas para su transporte y uso.
El Angulo de fractura ideal es de 135°.
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Voladuras
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• Voladura.MPG
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Objetivos de las Voladuras
La roca volada debe tener la granulometría
deseada.
Esto se refiere al tamaño máximo de los fragmentos
de roca, está limitado por factores como tamaño del
equipo de excavación y acarreo, o simplemente por
el uso al que se va a destinar el material.
Consumo mínimo de explosivos para fracturar
la roca.
El tipo de explosivo a usar deberá ser aquel que
satisfaga las necesidades de la obra y tenga un
menor costo por m³ de roca volada.
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Objetivos de las Voladuras
Mínima barrenación posible.
Se debe perseguir hacer una distribución adecuada
de los barrenos procurando tener una longitud de
barrenación mínima.
Mínimas proyecciones de la roca.
Se entiende como proyección al lanzamiento de
fragmentos de roca al aire, procedentes de la
voladura.
Fracturación mínima de la roca no volada.
Debe evitarse lo más posible las fracturaciones de
roca atrás de la línea de corte o proyecto.
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Distribución de los barrenos en las voladuras
Para abrir un banco se hacen pequeñas voladuras
hasta formar el frente del banco (Vertical o Inclinado)
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Distribución de los barrenos en las voladuras
En las plantillas para
voladuras, hay que
evitar el confinamiento
de los barrenos para
lograr una salida
franca de la roca sin
problemas de
confinamiento.
La figura muestra
barrenos con
problemas de
confinamiento
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Distribución de los barrenos en las voladuras
Plantilla sencilla sin
problemas de
confinamiento.
Plantilla con dos
retardos por hilera
para evitar el
confinamiento de la
roca en los rincones
(planta)
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La plantilla anterior, se puede modificar corno se muestra a continuación, en la
cual todos los barrenos de la hilera, a excepción de los de las orillas, se encienden
con el mismo intervalo que los barrenos de las esquinas de la hilera siguiente.
Con este arreglo se usa un menor número de intervalos en los estopines.
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Plantilla similar a la
anterior.
La diferencia estriba en
que en este caso se
usan menos intervalos
de retardo, pero la cara
libre del banco(Frente)
ya no es recta (Planta).
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En esta plantilla aumenta la relación B/A y por tanto aumenta la fragmentación de
la roca, pero es posible que un barreno central no tenga salida libre pues su
ángulo de confinamiento es de 90°, (<135°), (Planta).
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Plantilla que mejora la fragmentación y las condiciones de desprendimiento de la
roca en la parte central. Los números indican la secuencia de voladura.
Obsérvese como aumenta la relación B/A. (Planta)
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Diseño de una voladura, Método Americano
La carga especifica o sea los Kg. de explosivo por
metro cúbico de roca fragmentada, será la misma
independientemente del tamaño de la voladura.
La carga especifica necesaria para una voladura
puede variar de 0.2 a 0.6 Kg. de explosivo por m3 de
roca.
La berma o pata (A) es igual a 40 veces el
diámetro del barreno (A= 40Φ)
La separación entre barrenos (B) es 1.3 veces la
berma (B=1.3 A)
Φ/h ; varia de 0.005 a 0.0125
La sobrebarrenacion (b) es de 0.3 de la pata,
(b= 0.3 A)
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Diseño de una voladura, Método Americano
La carga total del barreno es igual a la
suma de la carga de columna y la carga de
fondo, (CT = CF + CC) y se distribuirá de
acuerdo a la figura.
La carga de fondo es 2.7 veces mayor
que la carga de columna (CF = 2.7 CC )
Para voladuras de varias hileras,
conviene reducir la distancia entre barrenos
después del frontal según: A1= A – 0.05 h
La longitud del taco (T) es igual a A.
( T = A )
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Método Americano; Distribución de cargas en el barreno
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Método Americano; Corte en perspectiva
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Diseño de una voladura, Método Sueco (Overburden).
Este método se basa en las siguientes
formulas:
Pata o berma teórica; AT = 45 Φ
Pata o berma real; AR = AT – 0.05 – 0.03 h
La berma teórica es reducida de 0.05 a 0.10 m
debido a la aproximación en la posición de la
perforadora y en 0.03 de la altura del banco por
la desviación angular del barreno, de esta
manera se obtiene la berma real, que es la que
se usará para el diseño de la voladura
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Método Sueco (Overburden), Correcciones a la berma teórica
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(1) A causa del
emboquillado de la
perforadora
(2) Por la desviación de
en la dirección de
barrenación.
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Diseño de una voladura, Método Sueco
En este método se utiliza las siguientes
relaciones para obtener las cargas por
metro lineal de barreno (kg/m):
Carga de fondo: qf = 0.001Φ2
Carga de columna: qc = 0.4 qf
Φ en mm
La geometría del barreno se obtiene de
manera semejante al método americano
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Método Racional
El método racional consta de dos etapas:
Desarrollo teórico, basado en un minimo de hipótesis
no comprobadas, así se desarrollo la ecuación
general de una voladura.
Se supone: por tanto utilizaremos
la ecuación:
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hq
hdA
286.0 2
3/3.0 mKgq
3/3.0 mKgq
h
hdA
282 2
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Método Racional
Pruebas experimentales que tomando
en cuenta las propiedades de la roca
nos conducen a obtener el tamaño
deseado de la roca con el mínimo
consumo de explosivos y mínima
barrenación.
Movimiento de tierras.
Tipos, propiedades y aplicaciones de los explosivos y artificios
3/3.0 mKgq
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Método Racional
Angulo después de la barrenación
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3/3.0 mKgq
El ángulo debe
ser 45°. si es mayor
falta explosivo y es
probable que la
roca no rompa bien.
Si es menor sobran
explosivos y habrán
muchas
proyecciones
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Método Racional
Pruebas para ajustar el consumo de
explosivos
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3/3.0 mKgq
A B
C y C
Consumo para el nuevo porcentaje
Consumo original
A’ = B' =
Donde: C =
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Voladuras Controladas
Barrenacion en línea, de limite o de costura
La voladura con Barrenación en Línea involucra una
sola hilera de barrenos de diámetro pequeño, poco
espaciados, sin carga y a lo largo de la línea misma
de excavación o de proyecto. Esto provoca un plano
de menor resistencia, que la voladura primaria pueda
romper con mayor facilidad. También origina que
parte de las ondas de choque creadas por la
voladura sean reflejadas, lo que reduce la
fracturación y las tensiones en la pared terminada.
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Tipos, propiedades y aplicaciones de los explosivos y artificios
3/3.0 mKgq
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Voladuras Controladas
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3/3.0 mKgq
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Voladuras Controladas
Voladuras Amortiguadas
la Voladura Amortiguada implica una sola fila de
barrenos a lo largo de la línea de proyecto de
excavación, en la última hilera de barrenos que se
vuela después del resto de la excavación.
Las cargas para las voladuras amortiguadas deben
ser pequeñas, bien distribuidas, perfectamente
retacadas y se harán explotar después de que la
excavación principal ha sido despejada.
La Voladura Amortiguada ofrece dos ventajas:
mayores espaciamientos entre barrenos para reducir
los costos de perforación y mejores resultados en
formaciones no consolidadas y el mejor alineamiento
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Tipos, propiedades y aplicaciones de los explosivos y artificios
3/3.0 mKgq
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Voladuras Controladas
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3/3.0 mKgq
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Voladuras Controladas
Voladuras perfiladas o de afine
El principio básico de la Voladura de Afine es el
mismo que el de la Voladura Amortiguada: Se hacen
barrenos a lo largo de los límites de la excavación y
se cargan con poco explosivo para eliminar el banco
final. Disparando al último con un mínimo de retardo
entre los barrenos, se obtiene un efecto cortante que
proporciona paredes lisas con un mínimo de
sobreexcavación.
Movimiento de tierras.
Tipos, propiedades y aplicaciones de los explosivos y artificios
3/3.0 mKgq
