2. Introducción
• Las voladuras controladas ha sido desarrolladas para controlar el sobre
rompimiento en los límites de la excavación y el operador debe decidir
el propósito de la técnica de control antes de que ésta sea seleccionada.
• Existen tres tipos:
• PRECORTE
• RECORTE
• TALADRO LINEAL Y/O INTERMEDIOS
3. VOLADURACONVENCIONAL
La voladura convencional en túneles y galerías de mina,
dejan perfiles irregulares según el sistema de diaclasamiento
de la roca, normalmente afecta a la estructura remanente
llegando a profundidades de 1.5 metros aproximadamente,
la roca maltratada y debilitada según su tipo y condición,
puede tener consecuencias de inestabilidad o
desprendimiento con el tiempo.
4. EFECTOSDEL DIACLASAMIENTODE LA ROCA
EN LA VOLADURACONVENCIONAL DE TUNELESY GALERIASDE MINAS
FISURAMIENTO LAMINAR
Inestabilidad por presión lateral
FISURAMIENTO CÚBICO
Estabilidad por mayor amarre
ESTRATIFICACIÓN PLANA
Inestabilidad por tensión:
Desplome de planchones
FISURAMIENTO CUNEIFORME
Inestabilidad con caída de cuñas o
bancos
Por el grado de fisuramiento: Por estratificación o bandeamiento:
5. VOLADURACONVENCIONAL
Las operaciones poseen problemas de sobre rotura. Diseño de malla
inapropiada a la condición de la roca.
(Resumen)
No se tiene un buen auto sostenimiento.
Existe alta dilución del mineral. Inapropiada selección del explosivo,
según el tipo y condición de la roca.
Las labores poseen agrietamientos excesivos. Mal dimensionado de
las áreas a excavar.
Los costos de sostenimiento resultan demasiado altos para la
operación. Voladura sobrecargada.
6. Aproximadamente 1,5 m de influencia
Con Voladura Convencional
Daños
después
del
disparo
7. Consecuencias
Fragmentación irregular : Excavabilidad y acarreo
lentos (ciclo de carga
deficiente).
Bolonería excesiva : Voladura secundaria
(riesgo y costo negativo).
8. Consecuencias
Dilución del mineral : Pérdida de valor
económico.
Sobre excavación : Sostenimiento adicional
(elementos e instalación).
Proceso metalúrgico : Sobrecosto de chancado
y conminación (consumo
de energía y chaquetas).
9. Empleo de Voladura Controlada o Amortiguada:
Principio: Reducción del factor de acoplamiento perimetral
para limitar la sobre-rotura y costos de sostenimiento
posterior al disparo.
Medidas de solución
Empleo de cargas explosivas lineales de baja energía.
Taladros muy cercanos entre sí, de acuerdo a la condición del
terreno y al perfil que se desea obtener.
Disparo simultáneo de todos los taladros para crear una grieta
o plano de rotura continuo.
10. Teoría del método
En voladura convencional el taladro rompe por fisuramiento
radial.
En voladura controlada se debe eliminar la rotura radial, a
favor de una rotura plana.
Para ello, dos cargas cercanas se disparan simultáneamente,
produciendo una grieta de tensión que determina el plano de
corte.
En esta grieta se infiltran los gases de explosión con efecto de
cuña, expandiéndola hasta provocar la ruptura.
Esta ruptura se extiende de taladro a taladro hasta provocar el
corte plano periférico.
11. VOLADURACONTROLADA
Consiste en distribuir linealmente la carga explosiva de baja energía y
ubicarlos en taladros muy cercanos entre sí, posteriormente se disparan
simultánea-mente al final de la secuencia de la voladura.
Busca crear y controlar la
formación de una grieta o plano
de rotura continuo, que limite la
superficie final de un corte o
excavación.
12. OBJETIVODE LA VOLADURACONTROLADA
Evitar agrietamientos.
Lograr una mejor estabilidad.
Obtener superficies de corte lisas.
Disminuir la dilución del mineral.
Evitar la sobre rotura (overbreak).
13. USOS DE LA VOLADURACONTROLADA
Cámaras subterráneas para mejorar el auto-sostenimiento de techos
y paredes.
Acabado superficial de túneles en obras hidráulicas o viales.
Piques y chimeneas.
Límite final de bancos en minería a tajo abierto.
Límite final de extracción de bloques de piedra ornamental en
canteras de mármol, caliza marmórea, etc.
14. Influencia entre 0,20 y 0,50 m
Con Voladura Controlada
Estabilidad
después
del
disparo
16. Voladuraconvencional Voladuracontrolada
• 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.
17. • Empleo de explosivo con
el mayor brisance y
empuje dentro de la
relación energía/costo.
• 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.
Voladuraconvencional Voladuracontrolada
19. Ventajas
Produce superficies de roca lisas y estables,
reduce la vibración y disminuye el agrietamiento
en la roca remanente.
Es una alternativa para la explotación de
estructuras débiles e inestables. Produce menor
agrietamiento en la roca remanente.
Desventajas
Costo relativamente mayor que la voladura
convencional por el mayor tiempo de preparación
en perforación y carguío.
En material detrítico incompetente o deleznable
puede no llegar a dar buen resultado.
20. Consideraciones Importantes
La precisión de la perforación es fundamental,
tanto por el alineamiento como por el paralelismo
de los taladros.
Se requiere una carga de fondo o cebo con factor
de acoplamiento cercano al 100%.
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
22. Ejemplo: para taladros de contorno con diámetros de
perforación entre 32 y 51 mm se recomienda la
siguiente tabla práctica:
Diámetro de
taladro
(mm)
Diámetro de
explosivo
(mm)
Carga
lineal
(kg/m)
Espaciamiento
(m)
Burden
(m)
32 17 0,220 0,40 a 0,60 0,55 a 0,75
51 25 0,500 0,65 a 0,90 0,80 a 1,20
Control de Carga Lineal
23. 1. Taladro con carga convencional, con explosivo de
baja potencia (Dinamita de 45 de 7/8” x 7”) sin atacar
y con taco.
Carguío continuo de cartuchos de baja potencia y de
diámetro pequeño.
Esquema de carga para
Voladura Controlada
25. 2. Esquema del carguío
en taladros periférico
con cartuchos de
dinamita espaciada
con material inerte o
aire libre y con
cordón detonante a lo
largo del taladro.
Esquema de carga para
Voladura Controlada
26.
27. 3. Cartuchos convencionales
fijados a distancias
determinadas sobre una media
caña.
Ejemplo: diámetro del cartucho
de 22 a 38 mm, diámetro del
taladro de 50 a 75 mm y con
cordón detonante axial.
Esquema de carga para
Voladura Controlada
0.80 m
28.
29. 4. Taladro con explosivo especial para voladura controlada
(FAMECORTE D), en tubos rígidos de plástico acoplables,
centrados en el taladro de mayor diámetro mediante plumas
o rosetas.
Esquema de carga para
Voladura Controlada
Emulnor® 5000 Famesa “cebado” que irá
en el fondo del taladro
Punta del tubo
FAMECORTE D
Micro Retardo
30.
31. 5. Taladro cargado con SUPERFAM® y con cordón
detonante de bajo gramaje amarrado al cartucho
cebo e iniciado con detonador no eléctrico (Trim
Blasting).
El cordón detonante axial a lo largo de toda la
columna de SUPERFAM®, pero sin sobresalir de la
boca del taladro.
Esquema de carga para
Voladura Controlada
36. Vista que muestra el daño que sufren las paredes de los
taladros y el efecto de perturbación del entorno.
Sobre excavación alrededor del taladro.
37. 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.
42. Vista que muestra el daño en la roca ocasionado por la
concentración de la masa explosiva en el fondo del taladro.
43.
44. Vista que muestra la caña del taladro, producto de una
voladura donde la masa explosiva fue bien distribuida.
45. Influencia del entorno de la roca para un taladro .
ANFO
Emulnor
Semigelatina
Dinamita Amoniacal
1 m
46. TIPOS DE VOLADURACONTROLADA
Voladura de Pre-Corte o Pre-Spliting:
El disparo del corte de contorno es anterior a la
voladura principal.
Voladura de Recorte:
El disparo del corte de contorno es posterior a
la voladura principal.
47. VOLADURACONTROLADA
DE PRE-CORTE
Consiste en crear en el cuerpo de roca una
discontinuidad o plano de fractura (grieta
continua) antes de disparar la voladura principal
o de producción, mediante una fila de taladros
generalmente de pequeño diámetro, muy
cercanos, con cargas explosivas desacopladas y
disparos instantáneos.
49. Este puede realizarse también simultáneamente con los
de producción pero adelantándolos una fracción de tiempo
de 90 a 120 ms, siendo el disparo de dos etapas.
Debemos tener información del comportamiento y del
tipo de roca en la que se vamos a utilizar éste método,
podemos considerar como guía algunas ecuaciones, como
las de C. Konya:
VOLADURACONTROLADA
DE PRE-CORTE
50. El cálculo del espaciamiento entre los taladros
de pre-corte será determinado por la ecuación:
E =10 x D
Donde: E : espaciamiento (plg).
D : diámetro de los taladros vacíos (plg).
VOLADURACONTROLADA
DE PRE-CORTE
51. Consiste en la voladura de un fila de
taladros cercanos, con cargas desacopladas,
pero detonadas después de la voladura
“principal” o de producción.
VOLADURA CONTROLADA
DE RECORTE
52. Debido a que ésta técnica implica el arranque de
roca hacia un frente libre, el espaciamiento
normalmente es mayor que en el pre-corte,
pudiendo ser determinado por la ecuación:
E = 16 x D
Donde E : espaciamiento (plg).
D : diámetro del taladro vacío (plg).
VOLADURA CONTROLADA
DE RECORTE
53. El disparo en este tipo de voladura controlada
es también en dos etapas, primero los taladros
de producción y después, con una diferencia de
unos 100 ms, los de recorte (corona).
El burden, así mismo, tiene una distancia
razonable y calculable, después de haber salido
la voladura principal.
Cuando los taladros de recorte tienen el
mismo diámetro que los de producción la
técnica se conoce como Trim Blasting.
VOLADURA CONTROLADA
DE RECORTE
54. El burden debe ser mayor que el espaciado para
asegurar que las fracturas se “encadenen”
apropiadamente entre los taladros antes que el
bloque de burden se desplace, se estima con la
ecuación siguiente :
B = 1,3 E
Donde B : burden o línea de menor resistencia.
E : espaciado entre taladros.
VOLADURA CONTROLADA
DE RECORTE
56. El diámetro de los taladros de contorno
normalmente es igual a los de producción.
Condiciones necesarias en Perforación
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.
VOLADURA CONTROLADA
57. Usar explosivos especiales de baja energía y
velocidad. Ejemplo Famecorte D-20
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 en carguio
VOLADURACONTROLADA
58. El disparo de todos los taladros del corte
periférico debe ser simultáneo, o máximo en dos
o tres etapas de retardo muy cercanas, de lo
contrario el plano de corte puede no formarse
completamente.
Usar explosivos de brisancia baja por ejemplo
FAMECORTE D-20, FAMECORTE E-20 o
dinamita pulverulenta espaciada.
Condiciones necesarias en el Disparo
VOLADURA CONTROLADA
60. Es la presión ejercida por la expansión de
gases de detonación en las paredes del
taladro. Cuanto menor sea esta presión menor
será el daño a la pared final de la voladura,
esta presión es aproximadamente el 50% de la
presión de detonación del explosivo.
Presióndel taladro
VOLADURA CONTROLADA
61. Será necesario reducir esta presión ya sea
desacoplando y/o espaciando la carga explosiva.
La formula para calcular la presión de taladro es
la siguiente :
PT = de*VOD2/8
Donde : PT = presión de taladro.
de = densidad del explosivo.
VOD = velocidad de detonación .
Presióndel taladro
VOLADURA CONTROLADA
63. El grado de acople de una carga explosiva está
dada por :
Cr =C1/2*De/Dt
Donde : Cr = relación de acoplamiento.
De = diámetro del explosivo.
Dt = diámetro del taladro.
C = % del taladro cargado con
explosivo.
Presióndel taladro
VOLADURA CONTROLADA
65. La presión dentro del taladro cargado con
explosivo desacoplado y espaciado, será :
Ptd = PT*Cr2,4
Donde : Ptd = presión dentro del taladro
desacoplado.
PT = presión de taladro.
Cr = relación de acoplamiento.
Presióndel taladro
VOLADURA CONTROLADA
66. 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
entre 1 y 1,5.
Relación de espaciamiento(E)y burden(B)
VOLADURA CONTROLADA
67. USO Y MANIPULEO DEL
FAMECORTE D® 20
Es recomendable colocar un
“Taco Inerte” al final de cada
columna de carga para evitar la
expulsión de los tubos del
Famecorte durante la
detonación y evitar la fuga de
gases.
Se utiliza especialmente en el
contorno (Corona y Astial) del
frente.
