ALGORITMO DE HOLMBERG PARA DISEÑO DE PERFORACION Y

 ALGORITMO DE HOLMBERG PARA DISEÑO DE PERFORACION Y VOLADURA DE TUNELES  Augusto Teves Rojas Rojas

DA TOS DE DE E NTRAD TRA DA : GEOMETRIA DEL FRENTE:  ANCHO DE LA SECCION (W) :  ALTO DE LA SECCION SECCION (A) :  ALTURA DEL ARCO ARCO (   )  ) : VOLADURA LISA EN LOS CONTORNOS (smooth blasting)

4.5 m 4.0 m 0.5 m.

 PARAMETROS DE LA PERFORACION  PERFORACION :  DIAMETRO DE DE LOS TALADROS TALADROS DE PRODUCCION PRODUCCION d  LONGITUD DE DE LOS BARRENOS BARRENOS  PROFUNDIDAD  PROFUNDIDAD DE PERFORACION PERFORACION (H)  AVANCE POR DISPARO 95% x 3.2 m.  ANGULO DE DESVIACION DE LOS TALADROS  TALADROS   DE CONTORNO CONTORNO

   3O = 0.05 rad

 DESVIACION ANGULAR  DESVIACION DEL COLLAR (o empate)

: : : :

45 mm ( 1 ¾ in) 12.0 pies 3.2 m. (10 ½ pies) 3.0 m.

:

5.24 cm/m (2 in/m)

 2  0.01m / m  1  0.02m

: :

CARACTERISTICA DE LA ROCA:  ANDESITA DURA  DENSIDAD DE LA ROCA CONSTANTE DE ROCA  FACTOR DE FIJACION

(Sc) (   r  )

: :

140 a 200 Mpa 2.7 TM/m3

(c ) (  f  )

: :

0.4

1.45  Para arranque horizontal y hacia arriba 1.20 Para arranque hacia abajo

 PARAMETROS DEL EXPLOSIVO TIPO DE EXPLOSIVO  MEZCLA EXPLOSIVA GELATINOSA CARTUCHOS CARTUCHOS CARTUCHOS CALOR DE EXPLOSION Q3 VOLUMEN DE GASES STP.  DENSIDAD DEL EXPLOSIVO

: RESISTENTE AL AGUA EN CARTUCHOS DE: d e = 25 mm x l =600 mm. d e = 32 mm x l =600 mm d e = 38 mm x l =600 mm : 4.5 MJ/Kg  V : 0.85 m3 /Kg. 1.2 gr/cm3

CALCULOS CALCULO DE LA POTENCIA RELATI VA POR PESO

S  EXP 

 LFB



5 Q3 6 Q LFB



1 V  6 V LFB

 Donde: S  EXP/LFB Q3 Q LFB V V  LFB

S  EXP 

 LFB

:Es la potencia por peso relativa a un explosivo de referencia (dinamita LFB) :Es el calor de explosión producido por la detonación de 1 Kg de la mezcla explosiva usada (4.5 MJ/Kg) :Es el calor de explosión producido por la detonación de 1Kg de dinamita LFB ( 5.0MJ/Kg) : Es el volumen de gas generado por la detonación de 1 Kg de la mezcla explosiva usada (0.85 m 3 /Kg) : Es el volumen de gas generado por la detonación de 1 Kg de la mezcla explosiva usada (0.85 m 3 /Kg)

5  4.5 MJ / Kg  

1  0.85m / Kg   3

  0.92     6  5.0 MJ / Kg   6  0.85m 3 / Kg  

CALCULO DE  S  AN  / FO

S 

CALCUL O DE LA DENSIDAD DE CARGA (Concentración de carga):

  d e2    x1 x e l      4    Donde: l : d e :

  e :

 Kg/m

Densidad de carga Kg/m Diámetro de la carga explosiva (0.045m) Densidad de la mezcla explosiva usada ( 1200 Kg/m 3 )

l   942.48 xd 2  Diámetro del explosivo d e 25 mm= 0.025m 32 mm= 0.032m 38 mm= 0.038m

CALCULO DEL AVANCE POR DISPARO

Densidad de carga l (kg/m) 0.589  0.59 0.965  0.97  1.361  1.36 

CALCULO DEL DIAMETRO DEL TALADRO VACIO

   

7.52823  H  5.2769

 0.4327

A.Teves R. UNI. LANITRANS

 Donde:   : Diámetro del taladro vacío en metros  H :Profundidad de la perforación (3.2m)  Entonces :    0.101m  102mm CALCULO DEL NUMERO EQUIVALENTE DE TALADROS DE PRODUCCIÓN DIÁMETRO DEL TALADRO VACIO

   nd   Donde

:   :Diámetro del taladro vacío (m)  0.102m d :Diámetro de los taladros de producción (m) n :Número de taladros vacíos (sin cargar)  Entonces : n = 5.13  5 taladros vacíos



0.045

PARA EL

CORTE ( Cut ) PRIMER CUADRANTE

 BURDEN MÁXIMO

B=1.7    B=1.7 *0.102= 0.173

 BURDEN PRACTICO B1=1.7   - F   F=  2 H    1  = (0.01)(3.2) + 0.02 = 0.052  B1 = 0.173  –  0.052 = 0.121 CONCENTRACION DE CARGA 1.5

  B        c   55d    B      2 0 . 4            l  

S  ANFO

1.5

Kg/m

0.102  0.4    0.17     550.045   0.17    2   0.4   0.102    = 0.58Kg/m l   1.09

Como se ha calculado anteriormente, la concentración de carga para el explosivo usado en distintos diámetros es como sigue.  Diámetro del explosivo Densidad de carga d e l (kg/m) 25 mm= 0.025m 0.589  0.59 32 mm= 0.032m 0.965  0.97  38 mm= 0.038m 1.361  1.36   Por lo tanto es suficiente usar cartuchos del explosivo de 25 mm de diámetro que tiene una concentración de carga l= 0.59 Kg/m que es ligeramente mayor que el calculado 0.58Kg/m  LONGITUD DEL TACO = 10 d = 10 (0.045) = 0.45m

´

A

B1

 A´ =

2 B1 =

2 0.12  = 0.169m  0.17m

 NUMERO DE CARTUCHOS DE EXPLOSIVO DE 25 mm x 600mm

SEGUNDO CUADRANTE 

 ABERTURA RECTANGULAR GENERADA POR EL PRIMER CUADRANTE:  A=

2 (B1  –  F)

 A=

2 (0.12 –  0.05) = 0.0989  0.1 m

CALCULO DEL BURDEN MAXIMO PARA DISTINTO DIAMETROS DEL EXPLOSIVO

. x10  B  88  A= 0.10; d e (mm) 25 32 38

2

 AxlxS  ANFO .... kg / m dxc S  ANFO= 1.09; d = 0.045m l (Kg/m) 0.59 0.97 1.36

c= 0.04 B (m) 0.17  0.21 0.25

Como B debe ser ( B  2 A = 0.2) implica que el explosivo cuyo diámetro es de 32 mm es el  adecuado para este cuadrante.  BURDEN PRACTICO  ALTURA DEL TACO  DISTANCIA EN EL CUADRANTE 

B2 = (B –  F) = ( 0.21 –  0.05)= 0.16 m hS = 10d = 0.45 m

    017 .   A   '  A  2  B2    2 016 .    0.346  0.35 m   2   2    

 NUMERO DE CARTUCHOS DE 32 mm

altura _ c arg a  H  10d   3.2  0.45 m / tal  cart     4.5  N° cart = log_ cart  0.60 0.6m / cart   tal 

TERCER CUADRANTE   La dimensión de la abertura desarrollada en el segundo cuadrante, corregida por desviación es:

   017 .  A     0.05  0.276  0.28m .   A  2  B2   F   2 016     2 2     CALCULO DEL BURDEN MAXIMO PARA DISTINTO DIAMETROS DEL EXPLOSIVO

. x10 2  B  88  A= 0.28; d e (mm) 25 32 38

 AxlxS  ANFO .... kg / m dxc S  ANFO= 1.09; d = 0.045m l (Kg/m) 0.59 0.97 1.36

c= 0.04 B (m) 0.28 0.35 0.42

..Tercer cuadrante Como B debe ser ( B  2 A =0.56) implica que el explosivo cuyo diámetro es de 38 mm es el  adecuado para este cuadrante. Con una concentración de carga l= 1.36 Kg/m.  BURDEN MAXIMO B = 0.42 m  BURDEN PRACTICO B3=(B  –  F) = ( 0.42  –  0.05) = 0.37   LONGITUD DEL TACO h s= 10d = 0.45m  DISTANCIA EN EL CUADRANTE      0.35  A   ' .   A  2  B3    2 037   0.77   2   2    

 NUMERO DE CARTUCHOS DE 38 mm X 600mm

 N° cart =

altura _ c arg a  H  10d   3.2  0.45 m / tal  cart     4.5 log_ cart  0.60 0.6m / cart   tal 

CUARTO CUADRANTE   La dimensión de la abertura desarrollada en el tercer cuadrante, corregida por desviación es:

   0.35  A     0.05  0.700m  A  2  B3   F   2  0.3 7      2 2     CALCULO DEL BURDEN MAXIMO PARA DISTINTO DIAMETROS DEL EXPLOSIVO

. x10 2  B  88  A= 0.70; d e (mm) 25 32 38

 AxlxS  ANFO .... kg / m dxc S  ANFO= 1.09; d = 0.045m l (Kg/m) 0.59 0.97 1.36

c= 0.04 B (m) 0.440 0.564 0.668= 0.67 

.. Cuarto cuadrante

Como B debe ser ( B  2 A =1.40m) implica que el explosivo cuyo diámetro es de 38 mm es el adecuado para este cuadrante. Con una concentración de carga l= 1.36 Kg/m.  BURDEN MAXIMO B = 0.68 m  BURDEN PRACTICO B4=(B  –   F) = ( 0.67  –  0.05) = 0.62m  LONGITUD DEL TACO h s= 10d = 0.45m  DISTANCIA EN EL CUADRANTE 

   A  0.77     A  2  B4    2  0.6 2    1.42m   2   2     '

 NUMERO DE CARTUCHOS DE 38 mm X 600mm

 N° cart =

altura _ c arg a  H  10d   3.2  0.45 m / tal  cart     4.5 tal  log_ cart  0.60 0.6m / cart  

 En el cuarto cuadrante queda una abertura de la siguiente manera:

 A=1.42m

 A=1.4 

0.95 H  =1.74

ARRASTRES (LIFTERS) Usando cartuchos de 38 mm x 600 mm con una concentración de carga l = 1.36 Kg/m, se tiene:  BURDEN MAXIMO  s. t  l S  ANFO  f

 B  0.6 * H =1.92

= 1.36 Kg/m = 1.09 =1.45 (el valor del facvtyor de fijación es mayor, debido al efecto  gravitacional )

 _ 

c

l * S  ANFO ......(m)  B   _  c* f  * S  B

=

 c  0.05............... Si... A  1.4  0.07 ............... Si ... A  14 . c   A 

 _ 

= 0.45 c S   B = 1.00  BURDEN MAXIMO B= 1.356m = 1.36m.

  ANCHO  2 HSen    2      B

 N° DE TALADROS DE ARRASTRE =  INT   ANCHO DEL FRONTON  H

 

= 4.5 m = 3.2m = 0.05rad (3°)

 N° DE TALADROS DE ARASTRE N = 5  ESPACIAMIENTO

S 

S   S  

 ANCHO  2HSen   N   1 4.5  2 * 32 . * Sen3

S= 1.2 m

5 1

.  1208

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